LABORATORIO DE CORROSION

Medicin de la velocidad de corrosin por el mtodo electroqumico.

Mtodo del intercepto

Descripcin experimental:

En el sistema se prepar la solucin de cido clorhdrico 0.1M. La solucin preparada fue colocada en un baln de tres cuellos, en cada uno de los cuales va la conexin al electrodo de referencia (Ag/Alcl), al electrodo de acero y el electrodo auxiliar de platino. La resistencia en el sistema es de 10 ohmios.

Los datos obtenidos en el potenciostato fueron los siguientes:

TABLA

Electrodo de ReferenciaAg/AgCl

MedioHCl 0.1N

Velocidad de barrido (mV/s) 1 mV/s

ElectrodosPlatino y Acero al carbono

Rango de barrido (mV)400 mV

En la tabla siguiente se muestran los resultados obtenidos en el potensiometro:

POTENCIAL (mV)VOLTAJE (mV)i (mA/cm2)POTENCIAL (mV)VOLTAJE (mV)i (mA/cm2)

-0.700-0.0824-7.630-0.490-0.0038-0.352

-0.690-0.0748-6.926-0.480-0.0017-0.157

-0.680-0.0684-6.333-0.470-0.0007-0.065

-0.660-0.0556-5.148-0.4670.00000.000

-0.650-0.0504-4.667-0.4600.00360.333

-0.640-0.0452-4.185-0.4500.00650.602

-0.630-0.0406-3.759-0.4400.01000.926

-0.620-0.0363-3.361-0.4300.01421.315

-0.610-0.0326-3.019-0.4200.01821.685

-0.600-0.0291-2.694-0.4100.02342.167

-0.590-0.0257-2.380-0.4000.02892.676

-0.580-0.0227-2.102-0.3900.03553.287

-0.570-0.0200-1.852-0.3800.04293.972

-0.560-0.0176-1.630-0.3700.05094.713

-0.550-0.0152-1.407-0.3600.06115.657

-0.540-0.0132-1.222-0.3500.07266.722

-0.530-0.0112-1.037-0.3400.08547.907

-0.520-0.0095-0.880-0.3300.09989.241

-0.510-0.0077-0.713-0.3200.115210.667

-0.500-0.0059-0.546-0.3100.130912.120

Descripcin terica

Cuando toman parte en la reaccin especies cargadas, como es el caso de un proceso de corrosin, la barrera de energa debe vencerse en la transferencia de carga es afectada por un campo elctrico y puede demostrarse a partir de la teora de cintica electroqumica, y las densidades de corriente en los procesos parciales. Las reacciones que transcurren segn un mecanismo electroqumico constan de reacciones de oxidacin y reduccin

Fe Fe2+ + 2e- (1)2H+ + 2e- H2 (2)1/2O2 +H2O + 2e- OH- (2)

Las densidades de corriente se ajustan a las siguientes ecuaciones

Donde: T:Temperatura R:Constante de los gases F:Faraday (96500 culombios) y : Coeficientes relacionados con la cada de potencial a travs de la dobe capa que rodea el electrodo : Polarizacin aplicada. icorr: Densidad de corriente de corrosin. El equilibrio elctrico existente en el potencial de corrosin libre, que se expresa por

Este equilibrio impide la determinacin directa de la icorr,, cuando se rompe dicho equilibrio imponiendo una polarizacin al electrodo se aprecia una corriente externa, resultante de la suma algebraica de los correspondientes procesos parciales

DE esta ecuacin y con el mtodo de resistencia de la polarizacin se obtiene una estimacin de icorr ( velocidad de corrosin)

GRAFICO 3.1.1: CURVA DE POLARIZACION (DENSIDAD DE CORRIENTE VS POTENCIAL)

Si interpolamos para i=0 obtendremos Ecorr= -0.467 V luego de la definicin:

n =E Ecorr

Donde las polarizaciones suficientemente grandes o e pueden hallar las rectas de tafel y sus pendientes que corresponden a los valores de ba y bc.

Donde:

Obteniendo:

Este mtodo se verifica debido a que para n>10mv la tendencia de las curvas es lineal.

TABLA: Log (i) versus (E-Ecorr)

LOG I (E Ecorr)LOG I (E Ecorr)

0.883-0.233-0.8030.017

0.840-0.223-1.1880.027

0.802-0.213

0.712-0.193-0.4770.037

0.669-0.183-0.2210.047

0.622-0.173-0.0330.057

0.575-0.1630.1190.067

0.526-0.1530.2270.077

0.480-0.1430.3360.087

0.430-0.1330.4270.097

0.377-0.1230.5170.107

0.323-0.1130.5990.117

0.268-0.1030.6730.127

0.212-0.0930.7530.137

0.148-0.0830.8280.147

0.087-0.0730.8980.157

0.016-0.0630.9660.167

-0.056-0.0531.0280.037

-0.147-0.0431.0840.047

-0.263-0.0331.1320.057

-0.4540.007

Explicacin:Para utilizar este mtodo se debe de realizar el trazado completo de las curvas de polarizacin, el cual tambin posibilita un anlisis electroqumico de la cintica del proceso de corrosinGRAFICO: LOG (i) versus n (V)

Donde la curva superior es la curva catdica y la curva inferior es la curva andica.

Rectas de Tafel: ba, bc

En la grafica trazamos la prolongacin de las secciones rectas (recta andica y recta catdica) de ambas curvas que divergen, observndose:

Dela grafica: ba=0.1332 y bc=-0.2117

Luego de la grfica se puede apreciar :

Para llevar mA/cm2 a mpy :

(I)

.(II)

Sustituyendo en los valores en I y II: .. (III)

Remplazando el valor obtenido de

Calculo de B:

Remplazando se Obtiene: B= 0.0355 V

Conclusin El mtodo del intercepto nos proporciona el valor de la velocidad de corrosin del acero en un medio de acido clorhdrico dado por 278.35 mpy , que constituye las unidades del desgaste corrosivo para estos fenmenos.

Mtodo De La Resistencia De Polarizacin Lineal (RPL)

La ecuacin desarrollada por Stern y Geary toma el nombre de los investigadores y se presenta a continuacin.

Donde y son las pendientes de Tafel andica y catdica, respectivamente

Los datos obtenidos en el potenciostato fueron los siguientes:

TABLA

Electrodo de ReferenciaAg/AgCl

MedioHCl 0.1N

Velocidad de barrido (mV/s) 0.1 mV/s

ElectrodosPlatino y Acero al carbono

Rango de barrido (mV)40 mV

Datos obtenidos en el laboratorio.VVcorrienteIi mA/cm2

-0.490-0.0035-0.00035-0.32407407-0.015

-0.480-0.0012-0.00012-0.11111111-0.005

-0.4750.0000000.000

-0.4700.00190.000190.175925930.005

-0.4600.00560.000560.518518520.015

-0.4500.00990.000990.916666670.025

Explicacin: Para este mtodo se aplica una pequea polarizacin o E, 10 mV, donde la relacin E/ i, son una resistencia, el Valor de B no es amplio de margen y en la mayora de casos esta entre 60 y 120mV, con lo cual se puede calcular el icorr si se parte de un valor intermedio de B.GRAFICO : Polarizacion (V) versus i (mA/cm^2)

Donde la pendiente de la curva me da el Rp

Del grfico se obtiene:Rp = 0.0312

Llevando a mpy

Conclusin El mtodo de Resistencia a la polarizacin nos proporciona el valor de la velocidad de corrosin del acero en un medio de acido clorhdrico dado por 256.13 mpy , que constituye las unidades del desgaste corrosivo para estos fenmenos.

VI.- BIBLIOGRAFAJos A. Gonzlez Fernndez. Control de la corrosin: Estudio medida por tcnicas electroqumicas. Editorial CSIC: Madrid, 1989, Pag.33