Informe de Laboratorio de Corrosión

Informe de Laboratorio de Corrosión

AIREACIÓN DIFERENCIAL

Miguel Angel Jaimes Pinto, Sandra Milena Guerrero Barajas, Leyver Steven Rivera

Facultad de Ingenierías Fisico-Químicas, Ingeniería Metalúrgica

Resumen

Dentro de los fenómenos electroquímicos que provocan deterioro acelerado de un metal se encuentran las celdas de aireación diferencial. Estos sistemas se caracterizan por estar constituidos de un mismo metal, en donde el flujo de corriente se produce por diferencia de concentraciones en la solución que actúa como electrolito, siendo el oxígeno el punto más común de ejemplo para este caso. En esta práctica de laboratorio, se reproducen condiciones que permiten la generación de una celda de aireación diferencial y se examinan las distintas variables involucradas en el proceso por medio de la construcción de las curvas de polarización respectivas en cada caso.

Palabras clave: Celdas de aireación diferencial [1].

1. Objetivo

Analizar el mecanismo de corrosión de celdas de aireación diferencial por medio de la construcción de sus respectivas curvas de polarización, de modo que se pueda evidenciar la influencia de distintas variables involucradas en el proceso.

2. Metodología

Figura 1. Montaje experimental de la celda de aireación diferencial.

3. Resultados y Discusión

Luego de efectuada la limpieza y precatodización, se realizó el montaje de acuerdo al procedimiento descrito previamente donde se utilizó como electrodo de trabajo el hierro en medio aireado (O2) "cátodo" y el hierro en medio no aireado (N2) "ánodo". Se realizaron las mediciones de los respectivos valores de potencial para cada electrodo aplicando el método galvanostático; consistió en medir potenciales en función del tiempo manteniendo valores fijos de corriente. Los resultados de dichas mediciones se muestran con detalle en la tabla 1.

Tabla 1. Potenciales y densidades de corriente para el electrodo de Fe como cátodo y Fe como ánodo.

Corriente i [µA] Diferencia de Potencial [mV]

Fe como cátodo (Escala Ag/AgCl ) Fe como ánodo ( Escala SCE )

0 -826 -1014

10,63 -746 -929

19,75 -730 -904

29,58 -700 -890

39,51 -607 -873

58,9 -655 -862

65,42 -634 -848

78,29 -600 -835

90,13 -576 -828

105,9 -535 -808

116,4 -510 -792

226 -500 -778

361 -504 -756

515 -520 -728

968 -580 -643

6263 -1050 -393

7831 -1240 -377

Para la conversión de cada una de las escalas a la escala EEH se deben restar cada uno de los valores de caída de potencial con el potencial de cada electrodo de referencia [+197 mV en el caso de Ag/AgCl y +241 mV en el caso de calomel].

Tabla 2. Conversión de los potenciales a EEH.

Corriente i [µA] Diferencia de Potencial [mV]

Fe como cátodo (Escala EEH ) Fe como cátodo (Escala EEH )

0 -629 -773

1,027 -549 -688

1,296 -533 -663

1,471 -503 -649

1,597 -410 -632

1,770 -458 -621

1,816 -437 -607

1,894 -403 -594

1,955 -379 -587

2,025 -338 -567

2,066 -313 -551

2,354 -303 -537

2,558 -307 -515

2,712 -323 -487

2,986 -383 -402

3,797 -853 -152

3,894 -1043 -136

Gráfica 1. Potencial vs Log de corriente de acuerdo al sistema trabajado en el laboratorio.

Como se puede observar en la gráfica 1, cuando se tiene en diferentes celdas dos metales con iguales dimensiones interconectadas por un puente salino

con solución de KCl, y al adicionar oxígeno en una y otra nitrógeno; se crea una celda de aireación diferencial. Vemos como para el caso donde el hierro es saturado con nitrógeno (N2) la reacción se ve restringida por la poca presencia del oxigeno lo que hace necesaria que se lleve a cabo la reacción del hidrógeno, este se reduce formando hidrogeno gaseoso. En el sistema se presentan las siguientes reacciones:

Reacciones en celda desaireada:

FeO → Fe^(+ 2) + 2e^-

〖2H〗^+ + 2e^(- ) → H_2 (g)

Reacciones en celda aireada:

FeO → Fe^(+ 2) + 2e^-

O_2 + 〖2H〗_2 O + 〖4e〗^- → 4OH^-

De acuerdo a la gráfica 1 podemos apreciar que no se evidencia la relación lineal

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