INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA

E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

ING. EN METALURGIA Y MATERIALES

Laboratorio de Corrosión

Araceli Ezeta Mejía

Practica 6Polarización Anódica

MIRANDA LOPEZ VALERIA2012320553

MM51Practica 6

Polarización Anódica

Cuando se alcanza el potencial de Nernst para el equilibrio, (Me Men+ + ne- ), al imponer al sistema potenciales superiores, el equilibrio se desplaza en oxidación y comienza a registrarse respuesta en intensidad.

En general, con el aumento de la densidad de corriente, y si no sobreviene antes la pasivación, se llega a un punto en el que el proceso anódico queda restringido por la máxima velocidad de difusión que permite a los cationes abandonar la superficie anódica. El cambio de pendiente en la curva de polarización anódica se produce, por tanto, debido a la aparición de fenómenos de pasivación, o como consecuencia de haberse alcanzado la corriente límite de difusión.

La película pasiva se mantiene estable en un margen de potenciales para los cuales la respuesta en intensidad es irp. Este intervalo de potenciales define la zona de pasivación.

Si la película pasiva es conductora de electrones, a potenciales suficientemente altos se puede desplazar en oxidación otro equilibrio de oxidación-reducción distinto al correspondiente a la oxidación del metal. Concretamente se producirá la oxidación del agua puesto que, en prácticamente todos los casos, este compuesto estará presente sobre la superficie metálica. Cuando se alcanza, por tanto, el potencial de oxidación del agua se produce el transvase de los electrones correspondientes a este nuevo equilibrio y comienza otra vez a registrarse un aumento en la respuesta en intensidad.

Antes de que se alcance el potencial de oxidación del agua, puede ocurrir que comiencen a registrarse aumentos en el valor de la intensidad. Este fenómeno recibe el nombre de transpasivación y tiene lugar en determinadas situaciones, que dependen de la composición de la capa pasiva a esos valores altos de potencial y del medio en que se encuentre el material metálico.

Se da el fenómeno cuando inicialmente, a potenciales más bajos, la capa pasiva está constituida por productos oxidados de muy baja o nula solubilidad en el medio y, por tanto, es estable, pero en condiciones más oxidantes se forman productos de oxidación distintos solubles en el medio. El metal pasa entonces de la zona pasiva, en la que la corrosión es despreciable, a la zona transpasiva en la que la corrosión vuelve a ser relevante.

PasivaciónEl fenómeno de la pasivación suele ser consecuencia de la formación de una capa de productos oxidados de muy pequeño espesor pero compacta, adherente y de muy baja porosidad que prácticamente aísla el metal de medio.

El fenómeno de la pasividad puede ser consecuencia de:

a) La formación de una capa de productos oxidados de muy pequeño espesor pero compacta y adherente y de muy baja porosidad que prácticamente aísla al metal del medio.

b) La presencia de capas monoatómicas, generalmente de oxigeno, absorbidas sobre la superficie metálica.

Curva de polarización anódica en materiales pasivablesLas curvas de polarización nos permiten determinar si un metal es susceptible a la corrosión uniforme o al ataque localizado.

Si polarizamos un electrodo primero en sentido anódico y luego en sentido catódico podemos obtener pares de valores de corriente y potencial. Si en el eje de las abscisas se grafica el valor absoluto de la corriente y en el de las ordenadas el valor del potencial E, obtendremos el diagrama de Evans.

Observamos que existe un valor para el cual la corriente anódica es igual que la corriente catódica que se denomina icorr y que corresponde a un potencial Ecorr. Ea Es el potencial del ánodo y Ec el potencial del cátodo, Ea y Ec son los potenciales medidos cuando circula una corriente i.

En una curva de polarización se pueden observar las siguientes etapas:

1. Una región (AB) donde predomina la disolución del metal en la que la corriente aumenta al aumentar el potencial.

2. Una región (BC) en que al comenzar a formarse una película delgada de óxido sobre la superficie la reacción de disolución se va inhibiendo y la corriente desciende.

3. Una región (CD) en que la corriente se mantiene constante y muy baja al aumentar el potencial (región de pasivación), esta región concluye en el potencial de ruptura de la pasividad, al producirse un incremento brusco de la corriente, debido por ejemplo, a un proceso de picado.

4. Una región (DE) que comienza en el potencial de ruptura y donde un pequeño aumento de potencial origina un ascenso muy grande de la corriente.

En el caso ¨a¨ estaremos en presencia de disolución general (corrosión uniforme), en el caso b en estado de pasividad y en el caso c se producirá corrosión localizada para ese metal en el medio analizado.

Procedimiento.Se realizó el análisis potencio-dinámico de varias muestras de un acero 1018, en diferentes electrolitos.

1. Preparación metalográfica de la muestra a analizar (desbaste y pulido).2. Encendido de computadora y potenciostato.3. Preparación de celda (limpieza y llenado de electrolito propuesto)4. Corrido del análisis en técnica “potenciodinámica”

Initial Delay: 60Scan Rate: 50Initial Potential: 0 OCFinal Potential: 2.5Ref. Electrode: RE-SCE

Para la realización de cada prueba (con diferente electrolito), se realizó el mismo procedimiento de análisis, misma técnica, pero electrolito diferente.

Alumno Solución

Escamilla Illescas Cristóbal Ricardo 0.5 M NaNO3 + 1 M NaCl + 0.5 M H2SO4

Gallegos Pérez Carolina 0.5 M NaOHSandoval García Erick Giovanni 0.5 M CuSO4

Miranda López Valeria 0.5 M HNO3

López Mauricio 0.5 M H2SO4

Reyes Rangel Luis Omar 0.5 M H2SO4

Serrano Lara Carlos Alberto 1 M NaCl + 0.5 M H2SO4

Hernández Maya Luis Gerardo

Resultados del análisis.

Analista: Escamilla Illescas Cristobal R.Electrolito: 0.5 M NaNO3, 1 M NaCl, 0.5M H2SO4

1.00E-04 1.00E-03 1.00E-02 1.00E-01 1.00E+00

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3 Curva de Polarización0.5 M NaNO3, 1 M NaCl y 0.5 M H2SO4

log i

E (V

)

El análisis de esta muestra fue realizado usando como electrolito una mezcla de diferentes sustancias corrosiva. Esta grafica presenta una zona activa en la cual existe corrosión. En una intensidad de corriente entre 1E-01 y 1E+00 se observa un zona de pasivación, que posiblemente se hubiera mostrado de manera más marcada si el análisis realizado hubiera sido más largo.

Analista: Gallegos Pérez Carolina.Electrolito: 0.5 M NaOH

1.00E-06 1.00E-05 1.00E-04 1.00E-03 1.00E-02 1.00E-01

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3 Curva de polarización0.5 M NaOH

log i

E (V

)

Esta Curva muestra regularidades algo grandes a una corriente de 1E-05 debido al movimiento de la probeta mientras su análisis, podemos observar un zona activa hasta aproximadamente 1E-04 con una zona de pasivación muy pequeña a una corriente de un poco menos de 1E-0.1, con un gran comportamiento transpasivo. Se observa que el electrolito usado es muy corrosivo.

Analista: Sandoval García Erick Giovanni.Electrolito: 0.5 M CuSO4.

1.00E-06 1.00E-05 1.00E-04 1.00E-03-0.50

0.51

1.52

2.53

Curva de Polarización0.5 M CuSO4

log i

E (V

)

Esta grafica muestra únicamente una zona activa a corrientes muy bajas, lo que indica una corrosión muy débil. Se puede observar que a una corriente de entre 1.0E-04 y 1.0-E-03 el material muestra diferencias de corriente muy pequeñas lo cual podría indicar pasivación a un potencial mayor a 2.5V.La corrosión que muestra la probeta puede ser debido a la formación de un par galvánico (con cobre) por lo cual el cobre es oxidado mientras la probeta es reducida. Es por esto que podemos pensar que justo cuando parece pasivarse el material por arriba de 2.5 V es debido a que la superficie de la muestra está ahora totalmente cubierta por cobre, de manera que la capa de cobre protege la superficie de la muestra.

Analista: Miranda López ValeriaElectrolito: 0.5 M HNO3

1.00E-04 1.00E-03 1.00E-02 1.00E-01-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3Polarización Anódica

0.5 M HNO3

log i

E (V

)

Esta grafica muestra de manera muy clara las diferentes zonas que puede contener una curva anódica. Se muestra una zona activa hasta una corriente de 1.0E-01 hasta un potencial de aproximadamente 0.7. se muestra la pasivación de un material hasta pasivarse completamente a una corriente de 1.0E-03 mostrando una zona de transpasivación empezando a un potencial de aprox. 1.5, pero al final de la grafica se puede observar que la transpasivación está cediendo a un alto voltaje (2.5).

Observaciones.

EL ruido en la lectura mostrado en las graficas claramente visto, puede ser debido al movimiento de la muestra durante el análisis o una mala preparación de la misma.Es claro además que un mal montaje de la celda puede modificar en gran medida la respuesta verdadera del material ante el electrolito. Es importante asegurarse de que la celda este bien montada y limpia, libre de contaminación por algún otro electrolito usado anteriormente. Esto debido a que las pruebas son realizadas con la misma celda.

Se tuvo un error en el análisis de los electrolitos restantes, por lo que las graficas obtenidas no son representativas de un análisis correcto y por lo tanto no fueron reportadas.

Conclusiones.

En cada uno de los análisis existió un comportamiento diferente ante los diferentes electrolitos, esto es debido al nivel de agresividad de cada uno de los electrolitos usados. En medios no tan agresivos como CUSO4 se puede observar una baja corriente correspondiente a una corrosión no muy agresiva y una zona pasivación.En medios más agresivos se muestra que el metal se corroe en la zona activa, con una pequeña zona de pasivación, pero seguida de una zona de transpasivación bastante amplia como con el NaOH.Dependiendo del medio al que se enfrente el material de interés será el comportamiento del mismo. Conociendo el medio de trabajo podemos predecir el comportamiento de diferentes materiales frente al mismo y seleccionar una más adecuado para el trabajo así como diseñar un material resistente al medio presente.

BIBLIOGRAFIA:Roncero Peña, Blanca. Universidad Politécnica de Cartagena. Estudio de recubrimientos protectores en ambiente marino para la aleación de magnesio AZ31B mediante el líquido iónico LMP-102. Recuperado de http://repositorio.bib.upct.es/dspace/bitstream/10317/1970/1/pfc4035.pdf