Corrosión de Tornillos de Acero con flujo Eléctrico en un Medio Electrolítico Débil

BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA

Colegio de Ingeniería en Materiales 

Reporte de Practica

Corrosión de Tornillos de Acero con flujo Eléctrico en un Medio Electrolítico Débil

Cesar Mariscal Hernández, Patricia Pérez Luna, Guadalupe Aguilar Olea, Mario F. Agredo Ravelo.

Colegio de Ingeniería en Materiales de la Facultad de Ingeniería Química, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Boulevard. 14 Sur y Av. San Claudio, Ciudad Universitaria, Puebla 72570, Pue. México.

E-mail: Cesar.mh159@gmail.com,

Abstrac

En el presente artículo se estudia el comportamiento de la corrosión de los tornillos de acero en un medio electrolítico débil acuoso, mediante el proceso de aceleración de la velocidad de corrosión con una fuente de poder, con el fin de determinar el efecto de las variables del proceso, velocidad de corrosión y pérdida de masa. Este estudio se realizó experimentalmente en el laboratorio y los resultados obtenidos se encuentran registrados en este artículo. Pero no solamente se plasmaran los resultados observados sino también se recabo información acerca de la corrosión y las reacciones que la llevan acabó, se habla de las series electromotrices, reacciones electrolíticas anódicas, reacciones electrolíticas catódicas y de las reacciones REDOX o de media celda y todo esto para comprender mejor los resultados de la practica realizada. Se llevaron a cabo análisis mediante inspección óptica antes y después de la prueba y pérdida de masa. Adicionalmente, se determinaron las zonas en que la corrosión fue devastadora y el daño fue excesivo. Finalmente, se compararon las superficies del metal sumergido antes y después de la prueba. Se observó que cuando se incide una corriente eléctrica a través del metal y esta polariza los electrodos en anódicos y catódicos la velocidad de corrosión es mucho mayor.

Palabras clave: Corrosión, oxidación, reducción, ánodo, cátodo, reacción anódica, reacción catódica, electrolito, REDOX, oxido, serie electroquímica, half-cell, celda electroquímica.

Introducción

La corrosión es proceso de oxidación química o electroquímica, en el que el metal transfiere electrones al medio ambiente y se somete un cambio de valencia de cero a un valor positivo z [4]. Llamamos corrosión a la oxidación espontánea de los metales [1]. La palabra corrosión significa deterioro o daño de la superficie de un material o metal en un ambiente agresivo [4]. La reacción de corrosión se conoce como reacción anódica y las áreas del electrodo donde ocurre se les llama ánodos. Las áreas donde ocurre la reacción catódica (de reducción) se denominan cátodos [1].

La oxidación y la reducción siempre ocurren simultáneamente ya que el número de electrones perdidos en la oxidación debe ser igual al número de electrones ganados en la reducción [2].

Por lo tanto, se produce la oxidación del metal a través de una reacción anódica y la reducción es a través de una reacción catódica [4].

En el caso del acero, la reacción anódica que tiene lugar es:

Fe → Fe2+ + 2e-

Consecuentemente, una reacción catódica tiene que tener lugar para iniciar y mantener la corrosión metálica [1].

Un ejemplo de reacción catódica es la reducción de protones.

2H+ + 2e- → H2

La reacción de corrosión total será la suma de ambas reacciones.

Fe + 2H+ → Fe2+ + H2

Tanto la reacción anódica como catódica dan lugar a corrientes llamadas anódica y catódica respectivamente y la corriente total suma de ambos procesos es proporcional a la velocidad de corrosión [3].

La oxidación es la reacción en la que un átomo aumenta su número de oxidación. La reducción es la reacción en la que un átomo disminuye su número de oxidación [2].

El oxidante se reduce y el reductor se oxida por lo que las reacciones redox transcurren entre pares conjugados de oxidación-reducción [2].

Reacciones Electrolíticas

Es importante entender la naturaleza básica de las reacciones electroquímicas, que pueden ser comprendidas observando en detalle una reacción típica de corrosión [3]. Estas reacciones se clasifican como reacciones anódica y catódica, como se muestra a continuación [4].

La interpretación de las ecuaciones anteriores indican que una reacción anódica, es equivalente a lo que se conoce como oxidación, el metal pierde electrones y la reacción catódica acepta o gana electrones para la reducción de iones pertinentes. Por consiguiente, ambas reacciones anódica y catódica están acopladas en un proceso de corrosión. Por lo tanto, REDOX (RED = Reducción y OX = oxidación) es la ecuación de la reacción resultante y representa la reacción global en equilibrio donde el anódica y catódica las velocidades de reacción son iguales [4].

Serie Electromotriz

La series

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