Ejercicios de corrosión y oxidación:

1) Una superficie de cobre se corroe en agua de mar, con una densidad de

corriente de 2.45×10−6 A

cm2. Cuál es la velocidad de corrosión en m.d.d.

Densidad del cobre 8.9gr

cm3, peso atómico del cobre =63.54

grat−gr .

Solución:Usaremos la ecuación de Faraday:

m= I ×M ×tn×96500

…(1)

Donde:m : peso delmetal corroidoo electrodepositadoenunasolución .(gr )t : tiempo(seg) I : coriente(A )M :masaatómicadelmetaln :número deelectrones producidos oconsumidos

Consideraremos un área de 1cm2 y un tiempo de 1s; también consideraremos que ocurre a siguiente reacción para la oxidación del cobre:

cu→cu+2+2eDe donde n=2.

Reemplazamos los datos en la ecuación 1 obtenemos lo siguiente:

m=(2.45×10−6)×(63.54 )×1

2×96500mgr

cm2×seg…(2)

Convertiremos los valores de cm2 y seg a dm2 y día respectivamente.

1cm2=10−2dm2

3600×24 seg=1día

Reemplazamos lo obtenido en (2) y obtenemos lo siguiente:

m=6.9690mgr

dm2×dí a =9.9690m.d.d.

2) Un depósito para tratamiento térmico será construido de planchas de hierro (Fe) el espesor no debe disminuir más allá de 4mm (considere consumo máximo de 6mm). Las operaciones de tratamiento térmico duran 30min a 850°C. El proceso de oxidación se produce según la ley:x=900 ln(3.165 t)Donde:

x :mgr

cm2

t : horas

El tipo de óxido formado es Fe3O4, luego de cada operación se quita totalmente la cascarilla de óxido formado. ¿Cuántas bandejas deben construirse para un año de 260 días, si se realiza una operación diaria. La

densidad del hierro es 7.8gr

cm3.

Considere para el problema un área de 1cm2.Solución: Según el enunciado del problema nos menciona que a lo mucho se puede consumir 6mm de espesor de la plancha de hierro, entonces podemos hallar la masa de Fe que puede consumirse:

m=7.8 grcm3

×1cm2×(6×10−1)cm

m=4.68gr Hallamos el espesor de óxido por unidad de área, para t=0.5h:x=900 ln(3.165 t)

x=0.4131 grcm2

Considerando la siguiente reacción de oxidación:3 Fe+2O2→Fe3O 4

168→232

x→0.4131 gr

x=0.2991 gr

Hemos hallado la masa de Fe que se consumiría en 0.5h.

Ahora hallamos el tiempo para consumirse 4.68gr de Fe:0.5h→0.2991t→4.68t=7.3285h

Ahora hallamos la cantidad de días que nos va a durar 1 depósito:D= 15.6469 días De la respuesta anterior solo se considera 15 días de uso para 1 recipiente. Como en total vamos a trabajar 260 días.

15×n=260

n=17.3333

n :cantidad derecipientes

n=18

3) La pared de un tanque de acero que contiene agua aereada se está corroyendo a una velocidad de 54.7m.d.d. ¿En cuánto tiempo el espesor de

la pared disminuirá en 0.5mm? Densidad del Fe=7.87gr

cm3.

Solución:Según el enunciado del problema la velocidad de corrosión es de 54.7 m.d.d. o 54.7 mg por decímetro cuadrado de superficie por día.

V corrosion=54.7mg

dm2×día

1dm2=100cm2

Si se divide la velocidad de corrosión en mg

dm2×día entre la densidad

gr

cm3 se

obtiene la profundidad de corrosión por día como:

54.710−3gr

100cm2×día

7.87grcm3

=0.695×10−4 cmdía

El número de días que se necesita para una disminución de 0.5mm puede obtenerse como el siguiente cociente:

xdias0.5mm

= 1día

0.695×10−3mm

x=719días