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CORROSIN

LABORATORIO 1

LOCALIZACN DE ZONAS CATDICAS Y ANODICAS

Paola Andrea Ariza Uribe 2073082, Javier E. Snchez Uribe, 2006951, Aron Garca 2061511

INTRODUCCION

La corrosin es un fenmeno electroqumico,

en el que se establece una corriente de

electrones cuando existe una diferencia de

potenciales entre un punto y otro, depende

del material utilizado, de la concepcin de la

pieza, forma tratamiento y montaje.

La corrosin es un proceso que se presenta a

diario a gran y a pequea escala; desde los

tornillos de algunos juguetes para nios,

hasta en tuberas de grandes industrias.

Adems, es un proceso muy daino que

causa millones de dlares en prdidas y

puede acarrear grandes riesgos para las

personas. Es por esta razn que es

importante saber identificar las situaciones

en las cuales se presentan la oxidacin de los

materiales y a su vez identificar en que

materiales se presenta sta en cada situacin.

En esta prctica de laboratorio, se tomarn

conjuntos de diferentes metales con

diferentes disposiciones y con la ayuda de un

electrolito, un contacto por el cual puedan

transferirse electrones, un medio (agar) y dos

sustancias qumicas que nos servirn de

indicadores para zonascatdicas(fenolftalena) y andicas (ferri

cianuro) se crearn pilas galvnicas donde

podamos identificar estas zonas.

OBJETIVOS

Objetivo General

Estudiar la aparicin de zonas catdicas y

andicas en un metal que sufre corrosin.

Objetivos Especficos

Identificar las zonas catdicas yandicas a partir del cambio en la

coloracin que presentan los

componentes de los pares

galvnicos.

Identificar los beneficios que producela corrosin controlada de materiales

en ensamble con otros.

Establecer diferencias de los procesoscorrosivos entre materiales con algntipo de deformacin causada y los

que no las presenten.

Reconocer las reacciones qumicasde oxidacin reduccin que

presentan los diferentes ensambles

experimentales.

MARCO TERICO

Un proceso corrosivo es un fenmeno donde

se establece un flujo de electrones desde un

punto (nodo) a otro (ctodo) debido a una

diferencia de potencial.

Si el sistema se compone de dos partes

distintas de una superficie metlica o de dos

metales distintos (elctrodos) en contacto

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con un electrlito (generalmente agua) existe

una diferencia de potencial formando as una

pila galvnica o par galvnico, donde el nodo

(potencial ms negativo) se corroe, mientras

que el ctodo (potencial menos negativo)

recibe electrones y sufre reduccin. Pero si el

sistema se compone de dos celdas

equivalentes del mismo material de electrodo

donde estos solo difieren en las

concentraciones se tiene una celda

electroqumica o celda de concentracin

donde el potencial desarrollado por dicha pila

se puede calcular utilizando la ecuacin de

Nerns,el proceso llega a su fin cuando se

alcanza el equilibrio, es decir cuando las

concentraciones en los dos electrodos son

iguales.

La forma por la cual se puede visualizar el

proceso o el traspas de electrones desde un

nodo a un ctodo es mediante las

ecuaciones de una reaccin redox ya que este

tipo de reaccin muestra los electrones

transferidos desde un material a otro y el

comportamiento de cada material. Siempre

que exista oxidacin existe reduccin delmaterial.

Clases de corrosin: Corrosin Seca y

Corrosin Hmeda. La corrosin se llama

seca cuando el ataque se produce por

reaccin qumica, sin intervencin de

corriente elctrica. Y se le llama hmeda

cuando es de naturaleza electroqumica, es

decir que se caracteriza por la aparicin de

una corriente elctrica dentro del mediocorrosivo.

A grandes rasgos la corrosin qumica se

produce cuando un material se disuelven un

medio lquido corrosivo hasta que dicho

material se consuma o, se sature el lquido. La

corrosin electroqumica se produce cuando

al poner ciertos metales con alto nmero de

electrones de valencia, con otros metales,

estos tienden a captar dichos electrones

libres produciendo corrosin.

Pares galvnicos

Se llama par galvnico al formado por dos

partes distintas de una superficie metlica o

de dos metales distintos, que en contacto con

un electrlito (generalmente agua), tienen

una diferencia de potencial, por lo que se

forma una pila galvnica en la que el nodo

se corroe mientras que el ctodo no sufre

corrosin. Al formarse el par galvnico el

nodo se polariza positivamente y el ctodo

se polariza negativamente.

Celdas de concentracin

Son aquellas formadas por celdas de iguales

soluciones pero diluidas en diferentes

proporciones. La misma funciona de la

siguiente manera:

Al ser de diferentes concentraciones, una de

las sales estar ms concentrada que la otra,

por lo tanto la pila tratar de equilibrar esta

desproporcin. La forma en que lo hace es

disminuyendo la concentracin de la celda

con mayor proporcin y aumentando la de

menor.

Esto quiere decir que si la solucin de mayor

concentracin disminuye, la misma se

reduce, pues los electrones pasan a travs delpuente salino y se unen con los iones, con lo

que se forman tomos sobre el electrodo de

la otra celda. Esto quiere decir que la de

menor concentracin ir en aumento por

esta formacin de tomos, pues la solucin

se oxida, liberando electrones que al pasar a

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la misma, aumentan la concentracin de ella.

La que tena mayor concentracin, ir

disminuyendo la misma, a causa de la

liberacin de electrones.

MATERIALES

Solucin de Ferricianuro de Potasio: 7ml al 5%.

Solucin acuosa al 3% de NaCl. Solucin de Fenolftalena: 3 ml. Agar-Agar. Cable elctrico Lminas de zinc, acero y cobre. Espejos de prueba tipo reloj. Puntillas de acero, recubiertas nuevas

y deformadas.

PROCEDIMIENTO

Primera Parte:

1. Preparar 600 ml de solucin acuosa al3% de Cloruro de Sodio, agregndolela solucin ferricianuro de Potasio y

la solucin de fenolftalena.

2. Distribuirla sobre una placa de aceropreviamente pulida.(1 placa

rectangular y 2 circulares)

Segunda Parte:

1. Calentar la solucin preparada en laprimera parte hasta ebullicin y

agregar 10 gr de Agar en agitacin

constante para generar el Agar-Agar.

2. Llenar completamente los vidriosreloj para cada prueba con esta

mezcla.

3. Cada placa ser un montaje aestudiar

RESULTADOS.

Parte 1

En la primera parte vamos a estudiar una

placa de acero rectangular, sobre la cual se

colocaron 4 gotas de solucin en diferentes

puntos.

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Tambin se coloca 1 gota en cada una de las

placas circulares.

Esta solucin contiene 3% de sal, la cual se

comporta como un electrolito. Esto junto con

el contacto entre la placa y el aire, el hierro

como agente reductor y el oxigeno como

agente oxidante crea una pila galvnica.

Gracias a la fenolftalena y al ferricianuro de

potasio contenidas en la solucin, se puede

ver claramente la oxidacin de la placa

diferenciando las regiones catdicas de las

andicas por medio de la coloracin que

toma en cada regin: Las regiones catdicas,

es decir, donde ocurre la semi-reaccin de

reduccin se torna de un color rosado,

mientras que la regin andica, que es la que

se oxida, se torna azul.

Se puede observar que en la placa que tiene

cierto grado de corrosin el color azul es msintenso que en placa mas pulida.

En este caso en el centro de la gota se

presenta el color azul esto quiere decir que se

oxida, mientras que los bordes de la gota se

tornan rosados pues es donde el oxigeno

entra en contacto con la pila galvnica,

reducindose.

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Las reacciones que se presentan en este caso

son:

Reaccin andica:

Reaccin catdica:

Reaccin neta:

Por lo tanto podemos decir que nuestra pila

galvnica est conformada por el hierro del

acero como nodo, el oxigeno del aire como

ctodo, el cloruro de sodio como electrolito y

por ltimo, el agua de la solucin como

contacto entre nodo y ctodo.

Parte 2

En esta segunda parte se estudiarn

diferentes sistemas en los cuales tendremos

diferentes metales en diferentes

disposiciones en la misma solucin en forma

de agar, es decir, ser el mismo electrolito

para cada sistema.

En esta parte se analizaran los componentes

del proceso de electrlisis y se estudiarn loscasos en donde hubo proteccin contra la

corrosin. El anlisis lo haremos en cada

montaje individualmente.

Experiencia 1.

En esta 1ra experiencia tenemos 4 puntillas 2

de estas con corrosin y la otra dos fueron

golpeadas en la cabeza por un martillo y nohan sido tratadas. El tratamiento adecuado

para que la corrosin no se presente tan

rpidamente es calentar el material y

enfriarlo rpidamente.

Las puntillas que han sido golpeados toman

una coloracin azul mayormente en la cabeza

puesto que al ser golpeados se raspa la

superficie protectora, teniendo un mayor

contacto del hierro con el medio (agar). Se

puede decir entonces que el nodo es el

hierro de las puntillas mientras que el ctodo

ser el oxigeno del aire. Tambin se

presentan zonas andicas a lo largo del clavo

puesto que se abrieron algunas grietas en el

agar, intencionalmente, con el objetivo de

dejar entrar aire para que la coloracin fuera

ms notable.

Reaccin andica:

Reaccin Catdica:

Neta:

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Experiencia 2

En esta experiencia tenemos 4 puntillas

de las cuales dos estn relativamente en

buen estado y la otra 2 presenta

corrosin.

Experiencia 3

Aqu se ven tres metales diferentes: Hierro,

Cobre y Zinc. Estos primeros dos toman lacoloracin roja de la fenolftalena. Por lo

tanto podemos decir que el sistema Hierro-

Cobre se comporta como ctodo.

Si se remite a una tabla de FEM, claramente

se ve que el zinc posee un potencial de

reduccin menor que lo otros metales. Sin

embargo, en este caso, la coloracin azul del

ferricianuro de potasio que es nuestro

indicador de regin andica no se muestra

claramente, sin embargo, se puede decir que

el zinc est en una reaccin de oxidacin.

Una parte importante de este montaje es que

el contacto entre el nodo y el ctodo son

ellos mismos pues estn unidos.

Tal experienciaes un claro ejemplo de la

proteccin catdica por sacrificio, es decir, en

este montaje, que protegemos al hierro y a la

vez al cobre de la corrosin haciendo quien

se corroa sea el Zinc.

Experiencia 4

Se observa presentes dos sistemas, en uno se

encuentra el Fe-Cu y en otro se encuentra Cu-

Zn ambos unidos por un alambre. En el

primero se puede ver la oxidacin del hierro

pues muestra una fuerte coloracin azul y la

reduccin del cobre. En este sistema las

coloraciones se presentan intensas. Para este

sistema las reacciones son:

R. andica:

R. andica:

R. Neta:

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En el segundo sistema se ve que aunque el

zinc est unido directamente al hierro, ste

forma un ctodo junto con el cobre, sin

embargo es el hierro quien presenta una

coloracin ms fuerte. Sucede lo mismo que

en el montaje 3 aunque tenga una diferencia

configuracin (el cobre no est entre el hierro

y el zinc, ni tampoco estos tres estn unidos

directamente) por lo tanto tambin se puede

deducir que el zinc est teniendo una

reaccin de oxidacin, sin embargo, no

presenta una coloracin notable.

Experiencia 5

Se aprecian tres sistemas, los cuales

involucran al oxigeno como ctodo y el agua

de la solucin como contacto.

En uno de ellos se encuentra una placa de Zn

que al igual que el Cu no presentan

coloracin notable, mientras que el hierro

presenta una coloracin azul indicando las

zonas andicas, es decir, se oxida. Sinembargo, en el hierro se presentan dos zonas

de color rosado, una en el borde que se

encuentra dentro del agar y otra en la regin

donde la placa sale del agar, ambas tienen la

misma explicacin; la reduccin del oxigeno,

en la segunda regin descrita es evidente

pero en la primera sucede debido a la

entrada de burbujas de aire al preparar el

montaje.

Las reacciones son:

a. Para el Fe:

Andica:

Catdica:

Neta:

b. Para el Cu

Andica:

Catdica:

Neta:

c. Zinc:

Andica:

Catdica:

Neta:

Experencia 6

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Se puede observar 3 tipos de de pares

galvnico diferentes:

1. Par Fe-Zn en este caso el que se reduce es

el Fe se observa mediante la coloracin

rosada y el Zn es que oxida y se apreciatenuemente mediante unas lneas

blancuzcas.

2. Par Fe-Cu en este caso el que se oxida es el

Fe y se observa mediante la coloracin azul y

el Cu se reduce y se observa coloracin

rosada en la unin de los materiales.

3. Par Cu-Zn en este caso el que se reduce el

es el Cu y el que se reduce es el Zn.

CONCLUSIONES

Para poder identificar zonas andicas ycatdicas es necesario que en el arreglo

se encuentre presente una sustancia que

actu como electrolito, de hecho sin ella

no existe el concepto de pila galvnica,

luego, el electrolito con el par galvnico

en contacto, a medida que pasaba el

tiempo muestran las coloraciones que se

mencionaban, una rosada para el

elemento que se protega y una

coloracin azulosa para el material que

se corroe. Ahora bien llama la atencin

como varia la presencia de colores

teniendo en cuanta el nmero de

elementos presentes en el montaje, es

decir, cuando el par galvnico era un par

era evidente las coloracin y por ende

los agentes, pero cuando el par galvnico

era ya un trio las variaciones de

coloracin en el tiempo de la prctica no

son notorias, por lo que se dedujo que la

presencia de ms de dos materiales

modifican el potencial corrosivo en todo

el sistema haciendo en estos casos

menos evidente el proceso.

Es posible definir algunos materialescomo de sacrificio para poder proteger

materiales cuyas propiedades sean de

nuestro inters, estos conceptos

benefician el diseo de procesos y

seleccin de materiales.

Las deformaciones causadas generanfisuras en los materiales respecto a su

estructura virgen, por esas ranuras se

filtra el electrolito llevando el proceso

Oxido-Reductivo hasta el interior en si

del material, provocando mayores daos

estructurales y a un aumento en el

proceso de corrosin.

Teniendo en cuenta las coloraciones,que nos permiten encontrar lo agentes

reductores y oxidantes presentes, es

posible llevar el estudio de esta prctica

a balances estequiomtricos, donde son

claves las reacciones qumicas que se

reordenan las cuales son necesarias para

poder encontrar los productos de

corrosin y analizar ms a fondo las

posibles utilidades de procesos

corrosivos.

BIBLIOGRAFA

www.wikipedia/Corrosion

Corrosin. Mara Teresa Corts M. / Pablo Ortiz.

www.textoscientificos.com/quimica/corrosion

www.infraredtraining.com

Corrosin y proteccin. Luis B. Alter, Francisco

Mestres, Jos Ignacio Iribarren Laco.