Tema :

“CORROSIÓN DE METALES”

1. INTRODUCCIÓN

Se entiende por corrosión la interacción de un metal con el medio que lo rodea,

produciendo el consiguiente deterioro en sus propiedades tanto físicas como

químicas. La característica fundamental de este fenómeno, es que sólo ocurre

en presencia de un electrolito, ocasionando regiones plenamente identificadas,

llamadas anódicas y catódicas: una reacción de oxidación es una reacción

anódica, en la cual los electrones son liberados dirigiéndose a otras regiones

catódicas. En la región anódica se producirá la disolución del metal (corrosión)

y, consecuentemente en la región catódica la inmunidad del metal. Los enlaces

metálicos tienden a convertirse en enlaces iónicos, los favorece que el metal

puede en cierto momento transferir y recibir electrones, creando zonas

catódicas y zonas anódicas en su estructura. La velocidad a que un material se

corroe es lenta y continua todo dependiendo del ambiente donde se encuentre,

a medida que pasa el tiempo se va creando una capa fina de material en la

superficie, que van formándose inicialmente como manchas hasta que llegan a

aparecer imperfecciones en la superficie del metal. Este mecanismo indica que

el metal tiende a retornar al estado primitivo o de mínima carga, siendo la

corrosión por tanto la causante de grandes perjuicios económicos en

instalaciones enterradas o en superficie. Por esta razón es necesaria la

utilización de la técnica de protección catódica. La protección catódica es un

método electroquímico cada vez más utilizado hoy en día, el cual aprovecha el

mismo principio electroquímico de la corrosión, transportando un gran cátodo a

una estructura metálica. (Feliu S, et al. 1991)

2. OBJETIVOS

General

Estudiar el proceso de corrosión de los metales mediante la exposición

de los metales a distintos reactivos o sustancias.

Especifico

Observar que es lo que ocurre con las latas al combinarlas con el agua

y la solución acuosa de cloruro de sodio.

Determinar si los metales pierden sus propiedades físicas y químicas

después de un determinado tiempo de exposición a las distintas

sustancias.

3. MATERIALES Y REACTIVOS

MATERIALES

4 latas grandes

1 destornillador plano.

REACTIVOS

1 Aglomerado de Zn.

Solución acuosa de NaCl al 3.5%.

4. PROCEDIMIENTO

5. DATOS OBTENIDOS

Tabla 1.- Datos Obtenidos de las Latas

Con el destornillador raspe (dos o tres veces) una sección de más o menos 5cm. de largo en el fondo de tres latas con el propósito de retirar el revestimiento de

estaño de la base de hierro.

Prepare 100ml. de una solución de NaCl al 3.5%, con agua corriente. Llene cada lata a la misma altura 2 0 3cm. del

borde y proceda con cada lata como sigue

100ml (NaCl 3.5%)

Llene la lata sin raspado en el fondo con agua corriente. Esta servirá como testigo.

Llene la segunda lata con agua corriente

Llene la tercera lata con agua salada.

Lata(testigo)

Lata con agua corriente

Lata con NaCl al 3,5%

Lata con NaCl mas Zn

1er día No tiene cambio

alguno*Empieza a

oxidarse los filos y

la base raspada

*Empieza a

oxidarse los filos

y la base

raspada

*Empieza a

oxidarse los filos

y la base raspada

*la moneda de Zn

no presenta ningún

cambio

2do día No tiene cambio

alguno

*Presenta

oxidación la mitad

de la base raspada

de la lata.

*Existe cambio de

color amarillento

*Presenta mayor

oxidación en los

filos de la lata.

*Presenta

oxidación en la

base raspada de

la lata.

* Existe cambio

de color

amarillento

*Existen

partículas en

forma de natas

transparentes en

la superficie del

agua salada

*Presenta

oxidación de

varias partes en

la base raspada

de la lata.

*No existe

oxidación en las

monedas de zinc

3er día No tiene cambio

alguno

*Presenta

oxidación

totalmente de la

base raspada de la

lata.

* Presenta mayor

oxidación en los

filos de la lata.

*Existe cambio de

color amarillento

*Presenta

oxidación total de

la base raspada

de la lata.

*Existe cambio de

color amarillento

*Existen mayor

cantidad de

partículas es en la

superficie

*Presenta

oxidación total

base raspada de

la lata.

* No existe

oxidación en las

monedas de zinc

6. CALCULOS Y RESULTADOS

7. DISCUSIÓNEn la práctica realizada sobre corrosión de los metales se utilizó cuatro latas de

atún las cuales son de hierro con una cubierta de estaño, lo cual impide la

corrosión del metal, puesto que el estaño es más resistente a la corrosión que

el hierro, para ello se procedió a raspar con un destornillador el fondo de las

latas dejando al descubierto el hierro, el cual sirvió para realizar la experiencia

se colocaron en tres latas raspadas distintas soluciones en la lata 1 se colocó

agua simple, en la lata 2 se colocó NaCl al 3.5%, y en la cuarta lata se colocó

NaCl con una moneda de Zn, además dejando una lata libre que sirvió de

testigo se dejaron reposar durante tres días en los cuales se pudo observar

distintas velocidades de oxidación, pero en todas las latas se produjo la

oxidación a excepción de la lata testigo, en algunos casos la corrosión se

produjo de forma más rápida como en el agua con sal y en otro más lenta

como el agua simple, pero al final todas las latas se oxidaron esto se debe a

que la sal por estar formada por un enlace iónico en presencia del agua se

disocia produciendo un anión y un catión respectivamente los cuales a su vez

reaccionaran con el agua produciendo un hidróxido y un ácido hidrácido en

este caso el hierro por estar en estado sólido posee una valencia cero,

reaccionando con el cloro y produciendo un nuevo compuesto el cloruro ferroso

de valencia 2+, mediante ecuaciones se observa la oxidación del metal, lo cual

no sería posible si el metal todavía estuviera recubierto por el estaño, como se

observa en la lata testigo que el estaño protege al hierro de la corrosión,

evitando que este se oxide como en los otros casos, en la lata que contenía la

moneda de zinc se observó que a pesar de los días trascurridos, la moneda

permanecía en el mismo estado, no presentaba signos de oxidación, se

deduce que la lata posee mayor capacidad para soportar la oxidación por

agentes externos como el viento, la temperatura, el aire etc. Por otro lado la

lata que tan solo contenía agua también se oxida pero de manera más lenta

que en las otras dos latas anteriores, el agua reacciona con el hierro dando un

oxido metálico y dejando libre el hidrogeno que se va a desprender en forma de

burbujas, el metal tiene un aspecto deteriorado así como el color característico

de la oxidación, por consiguiente se deduce que existen metales que pueden

oxidarse más fácilmente que otros, existiendo inclusive metales que casi nunca

se llegan a oxidar como es el caso del aluminio, la oxidación en esta práctica

se logró gracias a que un contamínate se encontraba albergado en el agua,

como lo define Bilurbina en su libro, puesto que la corrosión se produce en un

medio disociado y de acuerdo a la capacidad del metal para oxidarse, aquí

también se debe tomar muy en cuenta el tipo de enlace, y tener presente que

para que esta ecuación sede, es necesario que se encuentre establecida por

un enlace iónico, puesto los elementos formados por este enlace se pueden

disociar en sus aniones y cationes respectivamente, siempre y cuando se

encuentren en presencia del agua, aquí se dará la siguiente reacción a la que

corresponde la oxidación o corrosión de los metales, y que más comúnmente

se la observa en el hierro cuando esta al aire libre.

8. CUESTIONARIO Explique el papel de las soluciones salinas en el proceso de

corrosión.

Las soluciones salinas en el proceso de corrosión tienen un papel muy importante ya

que actúan como oxidantes y se produce el proceso de corrosión electroquímica que

se denomina así a los procesos que se desarrollan por acción de electrólitos sobre el

metal y se oxida más rápidamente el metal. (Molera P, 1990)

Explique en qué consiste la protección catódica.

La protección catódica ocurre cuando un metal es forzado a ser el cátodo de la celda

corrosiva adhiriéndole (acoplándolo o recubriéndolo) de un metal que se corroa más

fácilmente que él, de forma tal que esa capa recubridora de metal se corroa antes que

el metal que está siendo protegido y así se evite la reacción corrosiva. Una forma

conocida de Protección Catódica es la GALVANIZACIÓN, que consiste en cubrir un

metal con Zinc para que éste se corroa primero. (Bilurbina L et al, 2006)

Enuncie tres métodos empleados para evitar la corrosión.

El método de la aleación es el más satisfactorio pero también el más caro. Un buen

ejemplo de ello es el acero inoxidable, una aleación de hierro con cromo o con níquel y

cromo. Esta aleación está totalmente a prueba de oxidación e incluso resiste la acción

de productos químicos corrosivos como el ácido nítrico concentrado y caliente.

El segundo método, la protección con metales activos, es igualmente satisfactorio

pero también costoso. El ejemplo más frecuente es el hierro galvanizado que consiste

en hierro cubierto con cinc. En presencia de soluciones corrosivas se establece un

potencial eléctrico entre el hierro y el cinc, que disuelve éste y protege al hierro

mientras dure el cinc.

El tercer método, la protección de la superficie con una capa impermeable, es el

más barato y por ello el más común.

Este método es válido mientras no aparezcan grietas en la capa exterior, en cuyo caso

la oxidación se produce como si no existiera dicha capa. Si la capa protectora es un

metal inactivo, como el cromo o el estaño, se establece un potencial eléctrico que

protege la capa, pero que provoca la oxidación acelerada del hierro. (Ortega J, 1990)

Dibuje las partes internas como externas de una lata

Enuncie los tipos de corrosión.

Existen varios criterios para distinguir los tipos de corrosión más frecuentes, por

Ejemplo:

a. Según el medioQuímica: El metal reacciona con un medio no iónico, por ejemplo la oxidación de un

metal en aire a altas temperaturas.

Electroquímica: Ocurre transporte simultáneo de electricidad a través de un electrolito.

Ejemplos: corrosión en soluciones salinas, agua de mar, atmósfera, suelos, etc.

b. Según la formaEsto resulta importante cuando se quiere evaluar los daños producidos:

Corrosión uniforme: Es la forma más benigna. Consiste en un

ataque homogéneo en toda la superficie. Existe igual

penetración en todos los puntos. Se puede calcular la vida útil

de los materiales expuestos.

Corrosión en placas: Caso intermedio entre uniforme y

localizada. Ocurre un ataque general pero más extenso en

algunas zonas.

Corrosión por picado: Es una forma peligrosa. El ataque no es

proporcional a la magnitud de los daños. El ataque se localiza

en puntos aislados de superficies metálicas pasivas y se

propaga al interior del metal. En ocasiones por túneles

microscópicos. Provoca la perforación de cañerías o tanques.

Corrosión ínter granular: Se propaga a lo largo de los límites

de grano. Se extiende hasta inutilizar el material afectado.

Corrosión bajo tensión: Ocurre cuando el metal es sometido

simultáneamente a un medio corrosivo y a tensión mecánica

de tracción. Aparecen fisuras que se propagan al interior del

metal hasta que se relajan o el metal se fractura. La velocidad

de propagación puede variar entre 1 y 10 mm/h.

(Bilurbina L et al, 2006)

9. CONCLUSIONES

Se determinó que el proceso de corrosión en metales está relacionado

directamente con factores tanto internos como externos que puedan alterar su

naturaleza, o por acción de agentes contaminantes presentes en el agua en el

caso de que el metal se encuentre sumergido en el mismo.

Se estudió que existen diversos tipos de corrosión pero el que observamos en

el laboratorio fue el de oxidación o pérdida de propiedades físicas debido a la

acción de las sustancias en los metales en un tiempo determinado, ya que este

se encontraba sumergido en un medio acuoso, lo cual permitió que lo aniones

tomaran el metal del interior de la lata produciendo la oxidación de la misma,

dando una apariencia de deterioro y con un color característico a la oxidación

(amarillo)

Se observó que las latas tenían diferente reacciones tanto en el transcurso del

tiempo como con la sustancia que contenían en su interior, se pudo comprobar

además que la aleación que se encuentra en el fondo de las latas no permiten

que el hierro se oxide protegiéndolas de una contaminación prominente e

irreversible lo cual podría ocasionar enfermedades si es el caso de latas para

contener alimentos, esta aleación tiene una energía de ionización más fuerte lo

que impide que se oxiden fácilmente.

10. BIBLIOGRAFÍA Bilurbina L, Liesa F, Iribarren J. 2006. “Corrosión y Protección”.

Segunda Edición. Ediciones UPC. Barcelona-España. pág. 13,14-38-

5789-136

Feliu S, Andrade M. 1991. “Corrosión y Protección Metálicas”. Volumen

I Segunda Edición. Editorial RAYCAR S.A. Madrid-España. 3-27.

Molera P. 1990. “Metales Resistentes a la Corrosión”. Sexta Edición.

Editorial Productina. Barcelona-España. pág. 11,12-17-30-105-109

Ortega J. 1990. “Corrosión Industrial”. Cuarta Edición. Editorial

Productina. Barcelona-España. pág. 9-13-27,28

Pantocorbo F. 2011. “Corrosión, Degradación y Envejecimiento de los

Materiales Empleados en la Construcción”. Sexta Edición. Editorial

Marcombo S.A. Barcelona-España. pág. 7-32

WEB:

El Mundo de la Lata. 2012. “Envase Metálico”. Disponible en:

http://www.mundolatas.com/Informacion%20tecnica/TEORIA%20DEL

%20CIERRE%20%201%20PARTE.htm. Consultado en: 02-12-2013.