Instituto Universitario Politécnico

“Santiago Mariño”

Extensión 4 de Mayo

ANÁLISIS CRÍTICO

(CAPÍTULOS II Y III)

Samantha Ali

C.I.: 24.720.324

Ingeniería de la corrosión

Porlamar, 06 de Marzo de 2015

1. Electroquímica

La energía necesaria para arrancar un electrón de un metal

varía mucho en los diferentes casos. Si dos metales se ponen

en contacto uno de ellos tendera a aceptar electrones del otro

hasta que la diferencia de potencial establecida por la

transferencia sea suficiente para oponerse a un nuevo paso de

electrones a través de la superficie de contacto.

Si estos dos metales de los que se hablaba se unen por medio

de una solución salina pueden generar corriente eléctrica que

es suministrada por los cambios químicos, bien se sabe que

cuando se disuelve una sal en agua se produce su disociación

instantánea, quedado electrolíticamente disociada en aniones y

cationes.

Figura 1. Celdas electroquímicas

La electroquímica estudia la conversión de la energía eléctrica

a energía química, así como la conversión de la energía

química a energía eléctrica. Es decir, es el estudio de las

relaciones químicas que producen efectos eléctricos y de los

fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes o

voltajes.

2. Fundamentos de la electroquímica

La energía eléctrica es transportada a través de la materia

mediante la conducción de cargas eléctricas de un punto a otro,

fenómeno que se denomina corriente eléctrica.

Figura 2. Ejemplo de corriente eléctrica

Para que se produzca esta corriente son precisos portadores

que conduzcan las cargas a través de los cuerpos materiales,

así como que haya una fuerza capaz de ponerlos en

movimiento. Tales portadores pueden ser los electrones, como

en el caso de los metales ( conducción metálica), o los iones

positivos y negativos, como sucede en las soluciones de

electrolitos y en las sales fundidas (conducción electrolítica).

Figura 3. Ejemplo de conducción electrolítica

Toda región del espacio en la que operan fuerzas eléctricas se

denomina campo eléctrico. Este campo eléctrico produce una

fuerza electrostática con la cual se produce una fuerza en el

sistema que contrarresta y compensa la fuerza electrostática.

La fuerza electromotriz es la fuerza externa que efectúa un

trabajo para mover una unidad de carga positiva de un lado a

otro en el campo.

Figura 4. Campo eléctrico

3. Leyes de Faraday para la electrolisis.

La cantidad de un elemento que se libera en un

electrodo es directamente proporcional a la cantidad de

electricidad que pasa a través de la disolución.

Si la cantidad de electricidad es constante , el peso de

distintos elementos liberados es proporcional a sus

equivalentes electroquímicos.

4. Ecuación de Nernst.

La ecuación de Nernst es útil para hallar el potencial de reducción en los

electrodos en condiciones diferentes a los estándares.

De donde E, hace referencia al potencial del electrodo.

Eº= potencial en condiciones estándar.

R= constante de los gases.

T= temperatura absoluta (en grados Kelvin).

n= número de moles que tienen participación en la reacción.

F= constante de Faraday ( con un valor de 96500 C/mol, aprox.)

Q= cociente de reacción

De éste modo,  para la reacción 

aA + bB → cC + dD, Q adopta la expresión:

En este caso [C] y [D], hacen referencia a las presiones parciales, también

conocidas como concentraciones molares si  se trata de gases o iones en

disolución, para los productos de la reacción, en cambio [A] y [B], son

también las presiones parciales pero para el caso de los reactivos. Siendo

los exponentes, la cantidad de moles que conforma cada sustancia que se

encuentra participando en la reacción (conocidos como coeficientes

estequiométricos), y a las sustancias que se encuentran en estado sólido se

les da una concentración unitaria, por lo cual no aparecen en Q.

Los potenciales que tienen las células electroquímicas se relacionan con las

actividades de los reactivos y productos, éstos se encuentran relacionados a

su vez con las concentraciones molares.

Frecuentemente al realizar las aproximaciones de las actividades de los

reactivos y productos, se dice que las concentraciones molares de ambos

son iguales, pero hay que tener en consideración, que al tratarse solamente

de una aproximación, los resultados pueden llevar a error.

5. Polarización

La determinación de los potenciales de los electrodos de una

pila cuando por ellos circula corriente muestra que dichos

potenciales varían apreciablemente. Esta variación en el

potencial de los electrodos cuando se hace circular corriente

por los mismos, se conoce como polarización. Es decir que la

polarización es el cambio en el potencial de un electrodo a

medida que la corriente fluye de o hacia él.

a. Curvas de Polarización.  

Las curvas de polarización muestran la interdependencia entre el

potencial de electrodo y la intensidad de corriente .

Las curvas de Polarización pueden determinarse aplicando una

corriente constante y midiendo el potencial , repitiendo este

procedimiento para diversos valores de corriente y midiendo en cada

caso el nuevo potencial alcanzado.

Figura 5. Curva de polarización del hierro

6. Pasividad

El pasivar un metal es transformar la superficie de metal por un proceso

químico o físico que le confieran resistencia a la oxidación. 

La pasivación no debe ser confundida con la inmunidad, en la cual el metal

base es por sí mismo resistente a la acción de los medios corrosivos, por

ejemplo el oro y el platino, que no se oxidan fácilmente y por eso se los

llama metal noble.

Figura 6. Ejemplo de pasivación del acero inoxidable

a. Métodos de pasivación  

Pasivación Anódica: Este tipo de pasivación se da al estar inducida

por la activación electroquímica.

Pasivación química: Pasivación de un metal mediante una disolución

de agente oxidante que al reducirse pasiva al metal, generalmente con

la formación de la capa protectora superficial de productos de

oxidación. 

Autopasivación: este tipo de pasivación se da cuando un las

aleaciones se pasivan por simple contacto con la atmosfera.

7. Corrosión 

La corrosión puede definirse como la destrucción no intencionada, a

partir de la superficie, de un cuerpo sólido (metálico o no), por ataque

químico o electroquímico

8. Tipos de corrosión

a. Corrosión Uniforme 

Es un proceso en donde la corrosión actúa uniformemente en la

superficie del metal  , el agente corrosivo ataca uniformemente ya que

tiene acceso total a la superficie del metal. 

Figura 7. Ejemplo de corrosión uniforme en un barco.

b. Corrosión galvánica

Es una de las más comunes que se pueden encontrar. Es una forma

de corrosión acelerada que puede ocurrir cuando metales distintos (se

unen eléctricamente en presencia de un electrolito) donde el metal

más activo padece de una corrosión acelerada y el metal menos

activo se retarda o es nula.

Figura 8. Corrosión galvanica en amalgama dental

c. Corrosión por picadura

Es un tipo de corrosión que sucede por una anomalía en el ataque

químico presente en una pequeña zona anodina y una gran zona

cacodilato lo que ovaciona formaciones de pequeños agujeros y

hoyos. Son muy peligrosas debido a que dañan muy fuertemente al

metal que incluso si está sometido a grandes esfuerzos hace que se

acelere el proceso de picadura y así llegando a un fallo general. 

Figura 9. Ejemplo de corrosión por picadura

d. Corrosión intergranular

Es una forma de corrosión que ocurre en el borde de los granos de las

aleaciones debido a que el borde de los granos es el área más

propensa a sufrir ya que es donde ocurre una mayor actividad.

Figura 10. Explicación de la corrosión intergranular

e. Corrosión selectiva

 Es un tipo de corrosión que ataca un solo elemento, es decir, ocurre

en las aleaciones donde se tiene un material que es más fácil  de

corroerse que los demás.

Figura 11. Corrosión selectiva en el latón

f. Corrosión por erosión

Ocurre cuando un metal entra en contacto con un agente corrosivo ,

donde  la velocidad y la dirección del flujo influyen directamente en el

proceso corrosivo , entre más rápido este sometido el metal con

respecto al agente corrosivo más rápido será el proceso corrosivo.

Figura 12. Corrosión por erosión

g. Corrosión por agrietamiento

Sucede cuando el material se debilita en una zona especifica y se

comienza a agrietar y a partir de ese punto se comienza a expandir

poco a poco en ese lugar hasta que es lo suficientemente grande y

puede presentar fallos muy grandes en el material. Este tipo de

corrosión ocurre generalmente en el mismo lugar de los materiales. 

Figura 13. Corrosión por agrietamiento visto desde un microscopio

9. Medios corrosivos

a. Medio ambiente atmosférico

Es el mayor medio de corrosión  generando mas del 50% de pérdidas totales

por corrosión , lo factores que actúan en la velocidad del son la humedad del

aire, la presencia de gases y la presencia de polvo y a su vez depende de la

temperatura y la  zona en la cual se encuentre el material y si el ambiente

donde se encuentra se encuentra contaminado.

Figura 14. Medio ambiente atmosférico causa corrosión

b. Corrosión por el terreno. 

Ocurre debido a un proceso electroquímico donde el terreno actúa como

electrolito  las áreas del metal son ánodos y cátodos de las pilas

electrolíticas.

Las condiciones del terreno afectan la corrosión  y su manera de

manifestarse ya sea por su densidad, aireación , composición química ,etc.  

c. Corrosión por agua

La corrosión del agua de mar es una reacción química que tiene lugar entre

un metal y los materiales compuestos de agua de mar, que son oxígeno y

cloruro de sodio (sal). La corrosión puede causar grietas, agujeros o una

acumulación de residuos sobre o dentro del metal

La corrosión por agua de mar tiene variables importantes que afectan la

afectan que son:

o Velocidad del agua

o Temperatura

o Contenido en Oxígeno

Figura 15. Estructura corroída por agua de mar

Análisis critico

Como bien se sabe la corrosión es un proceso electroquímico pues la

acción de un electrolito desencadena su acción sobre un metal o aleación.

Para poder entender mejor este proceso de desintegración es necesario

conocer a fondo la electroquímica, sus fundamentos y las leyes que la rigen.

Todos los metales  corroen algunos ofrecen más resistencia que otros pero

de igual manera sufren este proceso. Existen muchas maneras , motivos y

tipos de corrosión ya que los metales siempre están expuestos agentes

corrosivos en cualquier lugar y esto es muy peligroso porque la corrosión es

una transformación que resulta negativa debido a que genera fallas en el

metal y esto conlleva a perdidas y posterior a eso se presenten debilitaciones

en la estructura a la cual el metal pertenece y ocurra algún tipo de accidente

o pérdidas económicas bastante altas.

Dicho esto se tiene motivos más que suficientes para dedicar una

profunda atención a los problemas  que la corrosión presenta . Es necesario

realizar estudios mucho más profundo acerca de como contrarrestar la

corrosión tales como  tener un mayor conocimiento de la naturaleza de los

mecanismos de corrosión o limitaciones del uso de los materiales en

ambientes más agresivos que otros entre otros estudios para así evitar la

corrosión.