View
189
Download
17
Category
Preview:
Citation preview
Ing. Hernán Rivera – Maestría en Corrosión II-2010
CAPÍTULO 4
1.- El potencial de un electrodo de hierro polarizado como cátodo a 0,001 A/cm2 es -0,916 V frente
a la semipila de calomelanos 1N. El pH del electrolito es 5,0. ¿Cuál es el valor de la sobretensión de
H2?
Ecalomelano Vs. SHE = 0,280V
2H+ + 2e- → H2
(
( )
)
(
( ) )
(( ) )
( )
( )
2.- Se sumergen en HCl desaireado de pH=3,5 electrodos de Zn y Hg en corto circuito, separados
pero muy próximos. ¿Cuál es la corriente que atraviesa la pila si el área total expuesta de cada
0,916
0,280
X
0
Ing. Hernán Rivera – Maestría en Corrosión II-2010
electrodo es de 10cm2? ¿Cuál es la velocidad de corrosión en mdd correspondiente al Zn?
(Potencial de corrosión del Zn Vs. Semipila de calomelanos 1N = -1,03 V).
Para el Hg (cátodo) se obtienen los siguientes valores de la tabla 5, pág. 59 del Uhlig: Hg en HCl
0,1N.
β = 0,12 V
i0 = ⁄
2H+ + 2e- → H2
(
(
( )
))
⁄
( )
⁄
( )
⁄
⁄
⁄
1,03
0,280
X
0
Ing. Hernán Rivera – Maestría en Corrosión II-2010
⁄
⁄ ⁄
⁄
( )
3.- El potencial de corrosión del acero dulce en solución desaireada de pH=2 es de -0,64V Vs la
semipila de Cu/CuSO4 saturado. La sobretensión de H2 (Voltios) para el mismo acero sigue la
relación 0,7 + 0,1.log i, donde i = A/cm2. Suponiendo que prácticamente toda la superficie del
acero actúa como cátodo, calcúlese la velocidad de corrosión en mm/año.
Ecorr = -0,64 V Vs Cu/CuSO4
Nota: para que el ejercicio de el resultado indicado en el libro, la expresión ,
debe cambiarse a
2H+ + 2e- → H2
(
( )
)
( )
0,64
0,316
X
0
Ing. Hernán Rivera – Maestría en Corrosión II-2010
⁄
⁄
⁄
⁄ ⁄
⁄
4.- Derivar la expresión para la velocidad de corrosión de una amalgama de Cd diluida en solución
desaireada de sal de Cd, como función del pH. Depreciar la polarización por concentración y
suponer que toda la amalgama es prácticamente cátodo.
Para el cátodo: -β
5.- El potencial del Pt Vs la semipila de calomelanos saturada, polarizada catódicamente en H2SO4
desaireado de pH=1,0 a 0,001 A/cm2 es de -0,301 V, y a 0,01 A/cm2 es de -0,311 V. Calcular la
densidad de corriente de intercambio para la descarga de H+ sobre el Pt en esta solución.
Ing. Hernán Rivera – Maestría en Corrosión II-2010
(1)
(2)
Despejando β de (1):
Sustituyendo β en (2):
-0,301
0,2416
X
0
-0,331
0,2416
X
0
Ing. Hernán Rivera – Maestría en Corrosión II-2010
⁄
6.- La densidad de corriente límite iL (A/cm2) para la descarga del H+ es igual a ( )
, donde D
es la constante de la difusión para los iones hidrógeno (
⁄ ), δ es el espesor de la
capa estacionaria del electrolito en la superficie del electrodo (en soluciones no agitadas tiene un
valor aproximado de 0,05 cm), y (H+) la actividad de los iones hidrógeno (
). Derivar
una expresión para la relación de la densidad de corriente límite con el pH del electrolito.
( )
( )
[ ] [ ]
( ⁄ )( ⁄ ) (
⁄ )
7.- La velocidad de corrosión del hierro en HCl desaireado de pH=3,0 es 30 mdd. Calcular el
potencial de corrosión del hierro en este ácido con respecto al electrodo de calomelanos 0,1 N.
( )
⁄
⁄
⁄
⁄
Ing. Hernán Rivera – Maestría en Corrosión II-2010
De la Tabla Nº 5, página 59, se obtiene: β=0,15 V; i0 = 10-6
(
( )
)
( )
8.- La inclinación de la polarización lineal
a bajas densidades de corriente para el Al en una
solución corrosiva es igual a
. Empleando la ecuación (36), página 64, calcular la velocidad de
corrosión en mdd. Suponer βa = βc = 0,1 V.
Suponiendo A = 1cm2
0,3337
0,3394
0
Ing. Hernán Rivera – Maestría en Corrosión II-2010
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
⁄
⁄
⁄
⁄
⁄ ⁄
( )
Ing. Hernán Rivera – Maestría en Corrosión II-2010
CAPÍTULO 6
1.- Se insertan cinco remaches de hierro, cada uno con una superficie de exposición total de
3.2255 cm2, en una chapa de cobre de 0.6096*0.6096 m. La chapa se sumerge en una solución
conductora, aireada y agitada, en la cual, el hierro se corroe a velocidad de 0.1651 mm/año. a)
¿Cuál es la velocidad de corrosión de los remaches en mm/año. b) ¿Cuál es la velocidad de
corrosión de una chapa de hierro en la que se han colocado cinco remaches de cobre de las
dimensiones que se han citado?
K
CVi
iKCV
.....
Donde K=PA/nF
Así. PA (Fe)=55.85 g/mol
(acero)= 7.86 g/mL
Sustituyendo: (ecuación anódica FeeFe 2 )
coul
gx
eequivcoulmolxeequiv
molg
nF
PAK 41089.2
./96485/.2
/85.55
Luego:
coulgx
cmgshorahorasdiadiasonammcmonammi
/1089.2
/86.7*3600/1*24/1*365/~1*10/1*~/1651.04
3
2525 /1042.1./1042.1 cmAxcmscoulxi
1) RC: OHeOHO 442 22 E0=0.401 V
Vx
x
axa
a
nEE
OHO
OH 8154.011
101log
4
0592.0401.0log
0592.047
2
22
4
0
2) RA: FeeFe 2 E0=-0.440 V
Vxa
a
nEE
Fe
Fe 6176.0101
1log
2
0592.0440.0log
0592.06
0
Ing. Hernán Rivera – Maestría en Corrosión II-2010
Asumiendo c = a = 0,2 V
Densidades de corriente de intercambio para la reducción de oxígeno sobre cobre (io=1x10-8
A/cm2)
Trazando las pendientes y las rectas en el diagrama anterior resulta:
0.8
EEE(V
)
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2
-0.4
-0.6
1x10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
E Cátodo
E Ánodo icorr
Ing. Hernán Rivera – Maestría en Corrosión II-2010
Área de los remaches= 3.2255cm2 x 5 = 16.1275cm2
Área de la Chapa= 60.96cm x 60.96cm = 3716.1275cm2
Área expuesta de la chapa= Área de la chapa – Área de los tornillos
Área expuesta de la chapa= 3716.1275cm2 – 16.1275cm2 = 3700cm2
I0C = 1x10—8 A/cm2 x 3700 cm2 = 3.7x10-5 A
I0a = 3.5x10-10 A/cm2 x 16.1275 cm2 = 5.6x10-9 A
0.8
E(V)
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2
-0.4
-0.6
1x10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 icorr
i0c=1x10-8 A/cm2
c=-0.2V/dec
i0a=3.5x10-10 A/cm2
a=0.2V/dec
1) Se traza primero la recta
catódica con pendiente . 2) Donde la catódica intercepte la Recta del icorr, estará el Ecorr 3) Desde el punto de Corrosión Ecorr-icorr traza un recta de la misma pendiente
() pero anódica, y donde intercepte E ánodo, estará ioa.
Ecorr = 0.195 V
Ing. Hernán Rivera – Maestría en Corrosión II-2010
2
4
2
3
1040.21275.16
108.3
cm
Ax
cm
Ax
Area
Icorricorr
Luego:
s
cmx
coul
cmAx
cmg
cmAxcoulxgxicorrKCV 99
3
244
1082.8.
1082.8/86.7
/1040.2/1089.2...
Haciendo las respectivas conversiones:
onammnoa
dias
dia
horas
hora
s
cm
mm
s
cmxCV ~/78.2~1
365*
1
24*
1
3600*
1
10*91082.8..
Invirtiendo las áreas:
Área catódica= 16.1275cm2
Área anódica = 3700cm2
0.8
E(V)
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2
-0.4
-0.6
1x10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
I0c=3.7x10-5 A
c=-0.2V/dec
I0a=5.6x10-9 A
a=0.2V/dec
Ecorr = 0.410 V
Icorr= 3.8x10-3 A
Ing. Hernán Rivera – Maestría en Corrosión II-2010
I0C = 1x10—8 A/cm2 x 16,1275cm2 = 1,6x10-7 A
I0a = 3.5x10-10 A/cm2 x 3700 cm2 = 1,3x10-5 A
3
6
2 2
7,4 102,00 10
3700
Icorr x A Aicorr x
Area cm cm
Luego: 4 & 2
11 11
3
. 2.89 10 / 2,00 10 / .. . 7,35 10 7,35 10
7.86 /
K icorr x g coul x A cm A cm cmV C x x
g cm coul s
Haciendo las respectivas conversiones:
11 10 3600 24 365. . 7,35 10 * * * * 0,023 /
1 1 1 1
cm mm s horas diasV C mm ano
s cm hora dia ano
0.8
E(V)
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2
-0.4
-0.6
1x10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
I0c=1,6x10-7 A
c=-0.2V/dec
I0a=1,3x10-5 A
a=0.2V/dec
Ecorr = -0,130 V
Icorr= 7,4x10-3 A
Ing. Hernán Rivera – Maestría en Corrosión II-2010
2.- El agua que entra en una cañería de acero a una velocidad de 40 L/min contiene 5,50 mL O2/L.
Cuando el agua sale de la cañería tiene 0,15 mL O2/L. Suponiendo que toda la corrosión se
concentre en una zona caliente del tubo de 3000 dm2 de área, formando Fe2O3, ¿Cuál esl a
velocidad de corrosión en mdd?
A = 3000 dm2
O2 entrada = 5,50 mL O2/L
O2 salida = 0,15 mL O2/L
2 Fe2O3 → 4 Fe + 3 O2
Cantidad de oxígeno que reacciona en 1 minuto:
Recommended