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Proyecto de química ¿como evitar la corrosión?
Rodriguez González Karin Azael3ºAN.L.: 37Turno: MatutinoLunes 13 de abril de 2015
Fase numero 1
Datos importantes de los textos: Tecnologías del CINVESTAV Dato interesante: una
ventana solar que genera energía
Tecnologías del CINVESTAV Las turbinas de los aviones requieren de mucha
protección al concentrar temperaturas altas, esto parar evitar un desgaste rápido y una corrosión ante este problema científicos del Centro de investigación de Estudios Avanzados han desarrollado materiales capases de proteger componentes metálicos como los de l aeronaves.
La tecnología protectora esta elaborada a base de materiales nanoetructurados, la cual se puede apreciar en forma de películas ultra delgadas.
Los materiales nanoestructurados son impregnados sobre bases con pistolas de rociado de alta precio mediante un robot, las películas nano estructuradas son colocadas en diversas piezas metálicas, de esta forma protegen las partes metálicas expuestas a altas temperaturas
Dato interesante: una ventana solar que genera energía
Pitágoras Solar dio a conocer la primera unidad de vidrio transparente fotovoltaico diseñado para ser integrado en los edificios convencionales .
Existen muchas compañías que fabrican este objeto pero es la primera vez que alguien combina las ventajas de un producto. En junio la ventaja de Pythagoras gano el prestigioso Desafío Ecoimaginario, el cual reconoce las innovaciones mas prometedoras para utilizar la energía en los edificios
Preguntas
¿Qué sabemos? R= Sobre el desgaste y la corrosión que presentan los materiales metálicos. ¿Qué necesitamos investigar? R= El concepto de corrosión, sus métodos, cuales son los materiales nanoestructurados y como la podemos evitar. ¿Cómo nos ayudara esta información a
resolver el problema elegido? R= A disminuir el desgaste y la corrosión en
materiales metálicos.
La corrosión La corrosión se define como el deterioro de un material a
consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. De manera más general, puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, de la salinidad del fluido en contacto con el metal y de las propiedades de los metales en cuestión. Otros materiales no metálicos también sufren corrosión mediante otros mecanismos. El proceso de corrosión es natural y espontáneo.
La corrosión es una reacción química (oxidorreducción) en la que intervienen tres factores: la pieza manufacturada, el ambiente y el agua, o por medio de una reacción electroquímica.
La corrosión Los factores más conocidos son las alteraciones
químicas de los metales a causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formación de pátina verde en el cobre y sus aleaciones (bronce, latón).
Sin embargo, la corrosión es un fenómeno mucho más amplio que afecta a todos los materiales (metales, cerámicas, polímeros, etc.) y todos los ambientes (medios acuosos, atmósfera, alta temperatura, etc.)
Es un problema industrial importante, pues puede causar accidentes (ruptura de una pieza) y, además, representa un costo importante, ya que se calcula que cada pocos segundos se disuelven cinco toneladas de acero en el mundo, procedentes de unos cuantos nanómetros o picómetros, invisibles en cada pieza pero que, multiplicados por la cantidad de acero que existe en el mundo, constituyen una cantidad importante.
¿Cuántas toneladas de acero se disuelven a Nivel Mundial mediante la
corrosión?
R= Se calcula que en cada pocos segundos se disuelven 5 toneladas de acero en el mundo.
Métodos para controlar la corrosión
Método numero 1 Eliminación de elementos corrosivos (Alteración del ambiente): La utilización de inhibidores químicos para detener la
acción de los factores del entorno es un procedimiento comúnmente utilizado en el área industrial para controlar la corrosión en sistemas de circulación o abastecimiento de agua, líneas de vapor y condensado
Este sistema es efectivo en evitar el avance de la corrosión, sin embargo su aplicación está limitado a circuitos cerrados, puesto que en circuitos abiertos el volumen del inhibidor o antiincrustante sería enorme y económicamente inviable.
Método numero 2
Utilización de mejores materiales de construcción resistentes a la corrosión
El fierro y el acero conforman materiales idóneos para la construcción de estructuras y equipos, debido a su bajo costo, sin embargo también son bastante inestables y tienden a volver a su estado inicial con más rapidez.
La utilización de mejores materiales constructivos como el titanio, acero inoxidable y oro y otros minerales más nobles es efectiva contra la aparición de la corrosión, pero a un costo bastante alto.
Método numero 3
Protección eléctrica Este método consiste en la protección de un metal
mediante el acoplamiento de una pieza de metal de menor nobleza. Como ya lo hemos comentado, este método genera una corrosión electroquímica entre el material menos activo (cátodo) y el material más activo (ánodo) que afecta a éste último, de forma que es posible proteger el material que es parte de la estructura o equipo.
El sistema en sí es relativamente simple y su efectividad en presencia de un buen electrolito es incuestionable. Su uso será limitado sin embargo, en zonas húmedas, con presencia de un liquido conductor de electricidad (electrolito). Si la zona es alternativamente húmeda debe combinarse con otros métodos.
Método numero 3
Barrera intermedia entre el material y los elementos corrosivos
Consiste en la colocación de barreras que impiden el contacto entre el elemento que se desea proteger y los factores del entorno responsables de la reacción electroquímica que da pie a la corrosión.
Su principal desventaja es que la aplicación de esta forma de protección dependerá de la elección de la barrera correcta para cada situación, la preparación de la superficie adecuada al esquema de pintura o revestimiento aplicado, la aplicación de los productos y el control de que cada etapa se realice en forma correcta.
Método numero 4
Sobredimensionamiento de estructuras
Consiste básicamente en usar partes estructurales sobredimensionadas en espesor, anticipándose a pérdidas de material debidas a fenómenos de corrosión. Este método no se utiliza exclusivamente como para prevenir la corrosión pero es un margen de seguridad utilizado en todo diseño de ingeniería.
Fase numero 2
Esperimentacion
Formato de practica
Escuela Secundaria Técnica #107
Ciencias lll
Práctica No.: 4 Fecha: 18/03/15 Nombre del alumno: Karin Azael Rodríguez González Gpo: 3ºA N.L.:37
Nombre de la práctica:
Objetivo:
Materiales
Cenicero de barro o de cristal, Fibra de acero, Cerillos, Un clavo de 4 o 4.5 pulgadas.
Una moneda de cobre, Un plato hondo de plástico, 50 ml de vinagre, 5 servilletas de papel, Una lija para metales de grano mediano.
Una vela, Limadura de hierro en polvo, Limadura de cobre, Pedazo de papel aluminio, Pinzas con recubrimiento aislante en el mango.
Introducción Se denomina reacción de reducción-oxidación, de óxido-reducción o, simplemente, reacción redox, a toda reacción química en la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación.
Para que exista una reacción de reducción-oxidación, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones, y otro que los acepte: El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado, es decir, siendo oxidado. El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar
esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido.
Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio, se convierte en un elemento oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediante lo que se llama un par redox. Análogamente, se dice que, cuando un elemento químico capta electrones del medio, este se convierte en un elemento reducido, e igualmente forma un par redox con su precursor oxidado. Cuando una especie puede oxidarse, y a la vez reducirse, se le denomina anfolito, y al proceso de la oxidación-reducción de esta especie se le llama anfolización.
Procedimiento 1.colocar por separado un pedazo de lana
de acero y el clavo sobre el cenicero. Encender un cerillo y acercar la flama al clavo. Observar que sucede y tomar nota en el cuaderno. Encender otro cerillo y acercarlo a la lana. Observar que sucede y tomar nota en el cuaderno.
2. Lijar una de las caras de la moneda o un pedazo de el codo. Poner una servilleta en el plato e impregnarla con vinagre. Colocar la moneda del lado que lijaron sobre la servilleta. Agregar un poco de vinagre al plato teniendo cuidado que no se humedezca la superficie de la moneda que no fue lijada. Dejar reposar durante un par de horas y observar cada 30 min. Que sucede con la moneda. Al pasar la 2 horas levantar la moneda y observar que sucedió.
3. encender la vela y verter un poco de cera derretida en el centro del plato.
Tomar un poco de limadura de fierro y dejarla caer lentamente sobre la flama a una altura aprox de 15 cm. Observar que sucede y anotar en su cuaderno. Llevar a cabo el mismo procedimiento con la limadura de cobre. Ahora acercar con las pinzas un pedazo de papel aluminio y onotar que ocurre después de 15 ser. Repitan el paso anterior con la cinta de magnesio
Conclusiones
El clavo y la fibra cambiaron de color gris a negro
Al estar mucho tiempo la moneda cambia a color verde
Al dejar caer la limadura de fierro y la de cobre saca una especie de chispa. La cinta de magnesio se quema y saca una especie de luz como un tipo flash. El papel aluminio toma una consistencia aguada y después se quema y queda de color negro
Preguntas ¿Qué te parece esta práctica?
R= Buena e interesante
¿Lograste realizar la práctica? R= Si
¿Te costó trabajo conseguir los materiales? R= Si un poco
¿Cuál es la reacción de la combustión más frecuente? R= La combustión
¿Qué es la oxidación? R= Es el cambio químico en el que uno o varios átomos pierden electrones
Fase numero 3
Investigación sobre preguntas
¿Alguna ves se han preguntado que pasa con el organismo cuando
envejece?
Este proceso esta formado por 2 efectos: permitir la acumulación de mutaciones deletreas de efecto retardado que complementan la salud del organismo viejo y en segundo lugar puede permitir procesos que fueron seleccionados por sus efectos dañinos. Este fenómeno se le conoce como pleitopismo antagónico y es una de las principales teorías del envejecimiento
Por otra parte existe otra teoría llamada eslabonamiento cruzado la cual se refiere al incremento de uniones de moléculas fisurares del organismo a medida que el organismo envejece al paso del tiempo. Esta es una teoría inmunitaria que explica las alteraciones morfológicas y funcionales de muchos sistemas orgánicos producidos por el paso del tiempo.
¿Tendrá esto alguna relación con el experimento que acabamos de hacer?
Si, porque en la corrosión se ve como se oxida el metal al paso del tiempo a causa de ciertos factores y se puede apreciar claramente como se van presentado cambios físicos y químicos, al igual que en nuestro organismo solo que en nuestro organismo no se pueden ver estos cambios a simple vista
¿Qué aplicaciones tendrá el experimento que acabamos de
presentar?
Cambios de forma física, la comparación con el proceso de corrosión, la neutralización a base de ácidos y bases y también con el proceso de redox junto con los demás cambios químicos que se presentaron
Galvanoplastia La galvanoplastia es la aplicación tecnológica de la
deposición mediante electricidad, o electrodeposición. El proceso se basa en el traslado de iones metálicos desde un ánodo a un cátodo, donde se depositan, en un medio líquido acuoso, compuesto fundamentalmente por sales metálicas y ligeramente acidulado.
De forma genérica bajo el nombre de galvanoplastia se agrupa diversos procesos en los que se emplea el principio físico anterior, la electrodeposición, de diferentes formas. Dependiendo de autores y profundización de estudio se considera un único proceso o se desglosa en varios, incluso en subprocesos. Algunas veces, procesos muy semejantes recibe un nombre distinto por alguna diferencia tecnológica. Generalmente las diferencias se producen en la utilización del sustrato.
La aplicación original a gran escala de la galvanoplastia era reproducir por medios electroquímicos objetos de detalles muy finos y en muy diversos metales. El primer empleo práctico fueron las planchas de imprenta hacia el 1839. En este caso, el sustrato se desprende. Como se describe en un tratado de 1890, la galvanoplastia produce "un facsímil exacto de cualquier objeto que tiene una superficie irregular, ya se trate de un grabado en acero o placas de cobre, un trozo de madera,...., que se utilizará para la impresión, o una medalla, medallón, estatua, busto, o incluso un objeto natural, con fines artísticos"
El electroformado es un método para reproducir piezas de metal mediante deposición eléctrica. Es un proceso muy parecido a la aplicación original. La diferencia es su ámbito de utilización, centrándose más en la mecánica de precisión y no en las artes plásticas. Se deposita una capa de metal sobre un sustrato que posteriormente se hará desaparecer quedando sólo el metal depositado.
El proceso más utilizado a partir de la década de 1970 es la electrodeposición, o chapado electrolítico, de un metal sobre una superficie para mejorar las características de esta. Inicialmente se utilizó por cuestiones estéticas, pero posteriormente se usó para conseguir mejorar las propiedades mecánicas de los objetos tratados: su dureza, o su resistencia, etc. Debe señalarse que existen métodos para conseguir el mismo recubrimiento sin emplear electricidad, como en el caso del niquelado. En este caso, el sustrato se mantiene, y lo que se intenta es mejorar alguna característica de la superficie. Pero existe una variación de la galvanoplastia, empleada en escultura, en la que el metal se adhiere al sustrato.
Modelos en 3D de las moléculas que participan en las reacciones químicas
Crucigrama
Crucigrama
Sopa de letras
Fase numero 4
Lecturas del libro de texto y preguntas
Se oxido mi bici Tu tío enrique se ha empeñado en que heredes
su bicicleta. Por eso, vas a su casa para recogerla y, volando sales a probarla pero… te das cuenta de que amenaza tormenta, así de que sobre la marcha decides volver y dejas la bici apoyada en la valla. Sabes que se mojara, pero piensas que no pasa nada, así la limpias.
Al cabo de unos días cuando por fin vuelve a salir el sol, decides recoger tu bici y, al acercarte observas unas manchas marrones que antes no tenia, intentas limpiarlas pero no se quitan, no se trata de suciedad; además la cadena esta rígida y los eslabones atorados; algo ha pasado. ¿Qué ocurrió?
Se oxido mi bici ¿Las manchas marrones son resultados de cambios
físicos o químicos? R= Químicos ¿Que elementos han intervenido en los cambios
producidos en la bicicleta? R= La lluvia, el viento cambios climáticos ¿Que tipo de reacción ha tenido lugar? R= Corrosión Si las partes metálicas de la bicicleta son de hierro
¿Cuál es la reacción que se levo a cabo? R= Redox corrosión ¿Cómo se evita que las bicicletas les pase lo que se
menciona en el texto ocurrido a la del tío Enrique? R= No exponiéndolas a los cambios cismáticos
presentados.
Primeras observaciones de ácidos y bases
En el siglo XVll tres químicos fueron los pioneros en el estudio de las reacciones entre los ácidos y las bases. Johann R. Glauber 1604-1668 preparo muchos ácidos y sales como la sal de Glauber con la que hoy se siguen elaborando colorantes. Otto Tachenius 1620-1690 fue el primero en reconocer que el producto de reacción entre un acido y una base es una sal. Por su parte, Robert Boile 1627-1691 asocio el cambio de color en el jarabe de violetas con el carácter acido o básico de la disolución de la sustancia.
Hoy sabemos que estas reacciones intervienen en muchos procesos biológicos
Primeras observaciones de ácidos y bases
El bicarbonato es una sustancia que se utiliza para eliminar la acides estomacal. ¿Qué que clase de sustancia es y que reacción química se produce en dicho caso?
R= Es base efervescente y hace burbujas ¿Qué tipo de reacción analizo Otto Tachenius? R= La neutralización. La sal de uvas con agua ¿Cómo explicarías lo observado por Robert
Boile en el jarabe de violetas? R= No se
Tríptico
Tríptico
Evaluacion Trabajo individual Siempr
e Algunas veces
Pocas veces
Nunca
¿Coopere con mis compañeros de equipo?
x
¿Fui participativo en las reuniones y actividades?
x
¿Aporte la ideas para enriquecer nuestro trabajo?
x
¿Cumplí con mis tareas y responsabilidades dentro del equipo?
x
¿Ayude a quien me lo pidió aunque no fuera miembro del equipo?
x
¿Participe en la solución de desacuerdos o conflictos dentro de mi equipo?
x
¿Me gusto trabajar en equipo? x
Tabla del equipo
Trabajo en equipo Si No
¿Por qué?
¿Las investigaciones que hicimos fueron suficientes para desarrollar nuestro proyecto?
x Porque pudimos cubrir las faces que eran y lo que tenia que llevar
¿Las actividades y los procedimientos que elegimos fueron adecuados para presentar el tema de nuestro proyecto?
x Porque lo realizamos correctamente
¿La distribución del trabajo en quipo fue adecuada y equitativa?
x Todos colaboramos d la misma forma
¿Dentro de nuestro equipo hubo un ambiente de compañerismo, cooperación y solidaridad?
x Porque trabajamos agusto
Tabla del equipoTrabajo en equipo Si No ¿Por qué?
¿Hicimos los ajustes necesarios en nuestro proyecto para mejorarlo?
X No hizo falta
¿Logramos los propósitos y el objetivo de nuestro proyecto?
x Porque si lo pudimos hacer
¿Nuestro proyecto fue significativo para la comunidad a la que se dirigía?
x Si entendieron nuestro objetivo
¿Tuvimos nuestros aprendizajes en el desarrollo y la presentación de nuestro proyecto?
Video sobre la corrosión https://
www.youtube.com/watch?v=NiZzLsvLJLw
https://www.youtube.com/watch?v=8DthZYRGO2o
Resumen de proyecto
Este proyecto trata sobre la corrosión dentro de ella se habla sobre; sus funciones, lo que provoca, que medidas se pueden llevar a cavo para así poderla evitar, así como moléculas, videos, entretenimientos como sopas le letra y crucigrama también podemos encontrar como se puede levar a cabo este tipo de reacción (corrosión) lecturas sobre el tema y algunas preguntas de ello.
Bibliografía Información: http://es.wikipedia.org/wiki/Corrosion Libro de texto química lll www.textoscientificos.com/quimica/
corrosion/medidas-proteccion Imágenes: Libro de texto química lll http://google.com.imagenes/de/
corrosion.com Videos: http://youtube.com/videos/de/la/corrosion Elaboración: Rodríguez González Karin Azael
