1.2.4 Corrosión de metales, un proceso espontaneo

1.2.4 CORROSIÓN DE METALES, UN PROCESO ESPONTANEO

Imagen relacionada 

Introducción

Con frecuencia la corrosión se confunde con un simple proceso de oxidación siendo en
realidad un proceso más complejo, el cual puede puntualizarse como la gradual destrucción
y desintegración de los materiales debido a un proceso electroquímico, químico o de
erosión debido a la interacción del material con el medio que lo rodea.




¿Cuáles son los factores?


La velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, la
salinidad del medio y las propiedades de los materiales en cuestión, entre ellos pueden
mencionarse los procesos de desgaste por fricción, por erosión o por diversos factores
mecánicos.

Una característica importante de los procesos de corrosión es que los eventos ocurren
espontáneamente en la naturaleza.

La corrosión ordinaria, es un proceso redox por el cual los metales se oxidan por medio del
oxígeno O2, en presencia de humedad. El oxígeno en estado gaseoso es un agente
oxidante, y la mayoría de los metales tienen potenciales de reducción menores que éste,
por lo tanto son fácilmente oxidables.


¿Cómo ocurre?



Se sabe que la oxidación de los metales tiene lugar más fácilmente en puntos donde la
tensión es mayor (donde los metales son más “activos”). Así, un clavo de acero, que en su
mayor parte es hierro, se corroe primero en la punta y en la cabeza. Un clavo doblado se
corroe más fácilmente en la parte doblada.
 
                                   
                                    Imagen relacionada

La celda que causa este proceso está compuesta esencialmente por tres componentes:
  •  un ánodo
  •  un cátodo 
  •  un electrolito (la solución conductora de electricidad).
El ánodo es el lugar donde el metal es corroído: el electrolito es el medio corrosivo; y el cátodo, que puede ser parte de la misma superficie metálica o de otra superficie metálica que esté en contacto,
forma el otro electrodo en la celda y no es consumido por el proceso de corrosión. En el
ánodo el metal corroído pasa a través del electrolito como iones cargados positivamente,
liberando electrones que participan en la reacción catódica. Es por ello que la corriente de
corrosión entre el ánodo y el cátodo consiste en electrones fluyendo dentro del metal y de
iones fluyendo dentro del electrolito.

Aunque el aire atmosférico es el medio más común, las soluciones acuosas son los
ambientes que con mayor frecuencia se asocian a los problemas de corrosión. En el término
solución acuosa se incluyen aguas naturales, suelos, humedad atmosférica, lluvia y
soluciones creadas por el hombre. Debido a la conductividad iónica de estos medios, el
ataque corrosivo es generalmente electroquímico.

En los procesos de corrosión electroquímica de los metales se tiene simultáneamente un
paso de electrones libres entre los espacios anódicos y catódicos vecinos, separados entre
sí, según el esquema siguiente:

Fenómeno anódico: Ed1equilibrioEc1 + n e-
Fenómeno catódico: Ec2 + n e-equilibrio Ed2

Lo que entraña una corriente electrónica a través de la superficie límite de las fases. En el
proceso anódico, el dador de electrones, Ed1, los cede a un potencial galvánico más
negativo, y dichos electrones son captados en el proceso catódico por un aceptor de
electrones, Ec2, con potencial más positivo.

Como vemos la corrosión electroquímica involucra dos reacciones de media celda, una
reacción de oxidación en el ánodo y una reacción de reducción en el cátodo. Por ejemplo
para la corrosión del hierro en el agua con un pH cercano a neutralidad, estas
semirreacciones pueden representarse de la siguiente manera:

Reacción anódica : 2Fe flecha 2Fe 2+ + 4e-
Reacción catódica : O2 + 2H2O + 4e-flecha 4OH-


Tipos de corrosión


Se clasifican de acuerdo a la apariencia del metal corroído, dentro de las más comunes
están:

  • Corrosión uniforme: Donde la corrosión química o electroquímica actúa uniformemente sobre toda la superficie del metal
  • Corrosión galvánica: Ocurre cuando metales diferentes se encuentran en contacto, ambos metales poseen potenciales eléctricos diferentes lo cual favorece la aparición de un metal como ánodo y otro como cátodo, a mayor diferencia de potencial el material con más activo será el ánodo.
  • Corrosión por picaduras: Aquí se producen hoyos o agujeros por agentes químicos.
  • Corrosión intergranular: Es la que se encuentra localizada en los límites de grano, esto origina pérdidas en la resistencia que desintegran los bordes de los granos.
  • Corrosión por esfuerzo: Se refiere a las tensiones internas luego de una deformación en frio.

Por: Domínguez Sarabia Andrea

Comentarios

Publicar un comentario

Entradas más populares de este blog

1.1.9. Reacciones exergónicas y endergónicas.

Imagen
Para determinar si una reacción es exergonica o endergonica se necesita saber la diferencia de energía libre  D G.  Cuando la  D G es negativo se dice que dichas reacciones son reacciones exergonicas  porque las moléculas de los reactivos tienen mayor energía que las moléculas de los productos, por lo cual la variación de energía es menor que cero. REACTANTES    →     PRODUCTOS   +   ENERGÍA Cuando su D G es positivo no puede transcurrir espontáneamente porque requiere de un aporte de energía libre y a estas se llaman reacciones endergonicas  porque las moléculas de los reactivos tienen menos energía que las moléculas de los productos, por lo cual la variación de energía es mayor que cero. REACTANTES + CALOR →  PRODUCTOS Ejemplos de reacciones exergonicas: H 2(g)    +  Cl 2(g)   →    2HCl (g)    +   Energía. HCl (ac)   +  NaOH (ac)     →      NaCl (ac)   +  H 2 O (l)      + Calor CH 4(g)   +  O 2(g)    →    CO 2(g)
Leer más

1.2.2 Celdas electroquimicas

Imagen
“Celdas Electroquímicas” ¿Qué son las celdas electroquímicas? Una celda electroquímica es un dispositivo experimental por el cual se puede generar electricidad mediante una reacción química (celda Galvánica). O, por el contrario, se produce una reacción química al suministrar una energía eléctrica al sistema (celda Electrolítica). Estos procesos electroquímicos son conocidos como “reacciones electroquímicas” o “reacción redox” donde se produce una transferencia de electrones de una sustancia a otra, son reacciones de oxidación-reducción. ¿Quiénes las crearon? Las celdas electroquímicas fueron desarrolladas a finales del siglo XVIII por los científicos Luigi Galvani y Allesandro Volta por lo que también se las denomina celda galvánica o voltaica en su honor. ¿Quién es Luigi Galvani? Luigi Galvani (Bolonia, Italia, 9 de septiembre de 1737-ibídem, 4 de diciembre de 1798) fue un médico, fisiólogo y físico italiano, sus estudios le permitieron descifrar la naturaleza eléct
Leer más

1.1.3 Energía Interna y Entalpía

Imagen
Energía Interna La magnitud que designa la  energía almacenada  por un sistema de partículas se denomina energía interna (U). La energía interna es el resultado de la contribución de la energía cinética de las moléculas o átomos que lo constituyen, de sus energías de rotación, traslación y vibración, además de la energía potencial intermolecular debida a las fuerzas de tipo gravitatorio, electromagnético y nuclear. La energía interna es una  función de estado , es decir, sólo depende del estado inicial y del estado final. Como consecuencia de ello, la variación de energía interna en un ciclo es siempre nula, ya que el estado inicial y el final coinciden:   El  calor  intercambiado en un proceso viene dado por: Siendo  C  la capacidad calorífica. En este proceso, por realizarse a volumen constante, se usará el valor  C v  (capacidad calorífica a volumen constante). Entonces, se obtiene finalmente: ENTALPÍA La entalpía es una propiedad cre
Leer más

1.2.1 Reacciones de Oxidación y Reducción.

Imagen
Reacciones de oxidación y reducción.  Se considera como reacción de transferencia de electrones La oxidación y reducción, también conocida como redox , es un proceso químico en el cual cambia en número de oxidación de un elemento. El proceso puede incluir la transferencia completa de electrones para formar uniones iónicas o sólo una transferencia parcial o desplazamiento de electrones para formar uniones covalentes.  Se efectúa una oxidación cuando aumenta el número de oxidación como resultado de la pérdida de electrones. Y una reducción siempre que el número de oxidación disminuya como resultado    de una ganancia de electrones. La oxidación y la reducción se efectúan simultáneamente en una reacción química; una no puede sucede sin la otra. Oxidación: Incremento del número de oxidación                    Perdida de electrones. Reducción: Disminución del número de oxidación                    Ganancia de electrones. El agente oxid
Leer más

1.1.1 Sistemas, estados y funciones de estados

Imagen
Cuando estudiamos el intercambio de energía en los procesos que ocurren en la naturaleza, necesitamos definir conceptos como el de  sistema . En las reacciones químicas, el sistema se encuentra formado por las sustancias químicas que intervienen en ellas y el entorno sería todo lo demás. Definición de función de estado. Se debe saber que algunas variables termodinámicas son, además, lo que se conoce como  funciones de estado . ¿Qué significa esto? Significa que si el sistema sufre una modificación y pasa de un estado A a un estado B, el valor de estas variables termodinámicas que son funciones de estado no depende de cómo se ha efectuado la transformación, sólo del estado del sistema. Veremos esto con un ejemplo concreto para que sea más sencillo, tomando como variable la temperatura. Consideremos un sistema que está en un estado A en el cual la temperatura es de 20ºC. Este sistema sufre una transformación y pasa a estar en un estado B en el cual la temperatura es de
Leer más

1.2 Procesos Electroquímicos

Imagen
Electroquímica :   Es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química. En otras palabras, las reacciones químicas que se dan entre un conductor eléctrico (llamado electrodo) y un conductor iónico (electrolito). En un sentido más amplio, la electroquímica es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y de los fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes o voltajes. Entonces los procesos electroquímicos son aquellos en donde se produce la transformación entre la energía eléctrica y la energía química. El campo de la electroquímica ha sido dividido en dos grandes secciones. La primera de ellas es la Electrólisis, la cual se refiere a las reacciones químicas que se producen por acción de una corriente eléctrica. La otra sección se refiere a aquellas reacciones químicas que generan una corriente eléctrica, éste proceso se lleva a cabo en una celda o pila galvánica.
Leer más

1.1.5 Entalpías de enlace.

Imagen
Entalpías de enlace.  También conocida como entalpía de disociación de enlace, energía de enlace promedio o fuerza de enlace. Es la energía almacenada en un enlace entre átomos de una molécula. Específicamente, es la energía que debe agregarse para conseguir la escisión del enlace homolítica o simétrica en fase gaseosa. Un evento homolítico o evento de ruptura de enlace simétrica significa que cuando el enlace se ha roto, cada uno de los átomos que eran parte el enlace original recibe un electrón, convirtiéndose en un radical, en vez de que se forme un ion. La energía de enlace  Es la energía necesaria para romper un mol de enlaces en estado gaseoso. La energía del enlace H-H es mayor que la del enlace Cl-Cl. Esto quiere decir que el enlace en la molécula H 2 , es más fuerte que en la de Cl 2. Las energías de enlace           son siempre positivas, ya que para romper un enlace se requiere energía. El concepto de energías de enlace ayuda a comprender porque algunas
Leer más

1.1.4 Reacciones exotérmicas y endotérmicas

Imagen
Reacciones  Exotermicas El prefijo  exo  significa “hacia fuera”. Por lo tanto entendemos que las  reacciones exotérmicas  son aquellas que liberan energía en forma de calor. El esquema general de una reacción exotérmica puede ser escrito de la manera siguiente, donde A, B, C y D representan sustancias genéricas. En otras palabras, toda la energía que entró en el primer miembro de la ecuación química, debe salir íntegramente en el segundo miembro de la ecuación. De donde obtenemos la siguiente conclusión:  si una reacción es exotérmica, entonces la entalpía de los reactivos  ( Hr  )  es mayor que la entalpía de los productos ( Hp  ) , pues una parte de la energía que estaba contenida en los reactivos fue liberada para el medio ambiente en forma de calor y apenas otra parte de esa energía quedó contenida en los productos.  Entonces en una reacción exotérmica:  Hr > Hp No es posible determinar directamente la entalpía de cada sustancia participante de una reacción, pero
Leer más

1.1.7 Entropía

Imagen
1.1.7 ENTROPÍA   El término entropía se puede utilizar en Física, Química, Psicología, de forma filosófica, en las Empresas, etc. Lógicamente la entropía que nosotros estudiaremos es aquella relacionada con la física y la química. ¿Qué es la Entropía? La entropía es una propiedad de estado en la que importa solamente el estado inicial y final, independientemente de camino recorrido para pasar de uno a otro. La entropía no se define en valores absolutos, se miden cambios (incrementos= Δ) entre uno y otro estado entrópico. Pongamos algún ejemplo para que te queda mucho más claro. Primero un sistema reversible y luego un sistema irreversible (no puede volver al estadoinicial). Ejemplos de Entropía Tenemos una habitación ordenada = Sistema Inicial. Ahora la desordenamos, tiramos la ropa, muebles, etc. Hemos cambiado el sistema inicial y ahora tengo un sistema final = habitación desordenada. Si quieres colocar las cosas para que esté la habitación orde
Leer más

1.1.6 Termoquímica. Ley de Hess.

 Termoquímica. Ley de Hess. La   Termoquímica  estudia los cambios energéticos ocurridos durante las reacciones químicas. El calor que se transfiere durante una reacción química depende de la trayectoria seguida puesto que el calor no es una función de estado. Sin embargo, generalmente las reacciones químicas se realizan a P=cte o a V=cte, lo que simplifica su estudio. La situación más frecuente es la de las reacciones químicas realizadas a P=cte, y en ellas el calor transferido es el cambio de entalpía que acompaña a la reacción y se denomina "entalpía de reacción". La entalpía es una función de estado, luego su variación no depende de la trayectoria. La combustión (ver figuras 8.23 y 8.24) es un ejemplo de reacciones químicas donde se liberan grandes cantidades de energía. Por ejemplo, la combustión del hidrógeno que se indica a continuación:    En este caso, el sistema es el hidrógeno, el oxígeno y el agua que se
Leer más