corrosión del hierro
TRANSCRIPT
Realizando una pequeña investigación
1. Introducción: Investigación realizada
El Objetivo de esta investigación ha sido estudiar de qué factores depende la corrosión del hierro.
Para ello nuestras hipótesis principaleshan sido que el hierro se oxida mucho más fácilmente en presencia de:
oxígeno, humedad (vapor de agua), salitre (sal común) y en medio ácido.
1.1 Objetivo
1.2 Hipótesis
1.3 Diseño experimentalPara controlar todas estas variables hemos diseñado un plan experimental, diseñando más de 30 experiencias controladas sometiendo a 22 clavos de hierro a diferentes condiciones. Analizando en cada caso los resultados obtenidos.
2.1 ¿Qué es la corrosión del hierro?
Es la interacción del hierro con el medio que lo rodea (oxígeno y humedad), produciéndose el consiguiente deterioro del mismo en sus propiedades tanto físicas como químicas, al formarse el herrumbre o hidróxido de hierro (III).
La manera más simple de evitar la corrosión es formar una barrera entre el metal y la atmósfera. Esta puede ser:
una capa de pintura (pinturas de minio: óxido de plomo)
una capa de aceite (grasas, plásticos sintéticos)
Otra forma consiste en recubrir el hierro de una fina capa de otro metal más activofrente al oxígeno, como el cinc o cromo (hierro galvanizado).
2.2. ¿Cómo evitar la corrosión?
Normalmente Se forma una pila electroquímica, donde el metal más activo hace de ánodo de sacrificio y se oxida, asíse protegen las tuberías subterráneas de hierro o los cascos de los barcos, que quedan protegidas catódicamente.
3.1 Diseño experimental (Materiales)
etiquetasBrillo de uñas1 afilador de plásticoVaselina1 afilador de metalVinagre3 velas
Bebida Energética (Red Bull)
Algodón Coca cola Agua destilada6 frascos con tapa
Aceite de oliva
Papel de estaño (Platina)
taponesNaOHPlomoPinzas
Ca Cl2Alambre de cobre
Cucharas de plástico
Sal (Na Cl)Laminas de Zn3 gradillas para tubos de ensayo
agua30 clavos de hierro
22 tubos de ensayoReactivosMaterial Necesario
El procedimiento consiste en poner clavos de hierro limpio en distintos medios experimentales (tubos de ensayo y frascos) que nos permitan controlar las distintas variables (oxígeno, humedad, acidez, salinidad, etc.) y observar el estado de los clavos de hierro, su corrosión al cabo de unos días. Para ello preparamos unas tablas en las que podemos describir la composición de cada tubo, anotar su composición y anotar los resultados experimentales al cabo de unos días. Analizamos los datos para poder sacar conclusiones o repetir nuevas experiencias de control para confirmar los resultados.
3.2 Diseño experimental (Procedimiento)
ConclusionesObservación HipótesisDescripciónTubo ConclusionesObservación HipótesisDescripciónTubo
4. Realización de la experiencia y datos experimentales (1)
Sin oxígeno y humedad no hay corrosión
Intentamos quitar humedad y O2
Se oxida menosFrasco con clavo, vela encendida y CaCl2
(cerrado)*9
Sin oxígeno no hay corrosión
La vela la utilizamos para quitar O2
Se oxida menosFrasco con clavo y vela encendida (cerrado)
8
Sin humedad no hay corrosión.
El CaCl2 lo utilizamos para quitar la
humedad
Se oxida menosFrasco con clavo y CaCl2 (deshidratante) *7
El medio ácido favorece la corrosión
Se oxida más rápidoCreemos que se oxida más rápido
Clavo mojado con vinagre
6
El aceite protegeSe oxido menosPensamos que se oxida menos
Clavo mojado con aceite
5
La vaselina protegeSe oxido menosPensamos que se oxida menos
Clavo con vaselina4
La laca protegeSe oxido menosPensamos que se oxida menos
Clavo con laca de uñas rosa
3
El brillo protegeSe oxido menosPensamos que se oxida menos
Clavo con brillo2
La corrosión requiere oxigeno y humedad.
Se oxida poco y forma corrosión muy
lentamente
Ensayo en blanco
Clavo solo1
ConclusiónObservacionesHipótesisDescripciónTubo
La sal favorece la corrosiónSe oxida más en la sal.Se oxida más en medio ácido y salado.
2 tubosSin sal / Con sal
El medio ácido favorece la corrosión.
Pesamos que en medio ácido se oxida más
Clavo en vinagre*15
El Red Bull favorece la corrosión
Se oxida mas que en aguaSe oxida másClavo en Red Bull14
La coca cola tiene pHácido. Favorece la corrosión
Se oxida mas que en aguaPensamos que se oxida más
Clavo en Coca Cola13
El agua salada favorece la corrosión
Se oxida más que en agua pura.
Creemos que se oxida más pero no
tanto como la anterior
Clavo en disolución diluida de sal y agua
destilada
12
El agua salada concentrada favorece la corrosión
Se oxida más que en agua pura.
Se oxida más que en agua pura
Clavo en disolución saturada de sal y agua
destilada*11
Se oxida, al actuar más el oxígeno, en el parcialmente sumergido.
Se oxida más el parcialmente sumergido
Se oxida pero, poco y tarda.
Clavo en agua destilada
10
Agua y humedad causantes de la corrosión
2 clavos1 pequeño/1
mediano
Mitad sumergido / sumergido total
En Líquidos
ConclusiónObservacionesHipótesisDescripciónTubo
4. Realización de la experiencia y datos experimentales (2)
4. Realización de la experiencia y datos experimentales (3)
El metal menos activo protege al Fe
Se oxidó más el de plástico
Se oxidara antes la cuchilla del de plástico
Afiladores de metal y de plástico*23
Se oxidan y reaccionan con él.
Ver como influye el pH (pH=1)
Los clavos van a desaparecer
(Fe+2HCl FeCl2+H2)
7 clavos con HCl(ácido clorhídrico
concentrado)
22Experiencia final
En medio básico fuerte no hay oxidación.
Ver como influye el pH (pH=14). No se oxido
En medio básico se oxida menos
Clavo con NaOH(base)
Indicador papel pHfenolftaleina
*21
El cinc protege de la corrosión.
No se oxidóProtección anódica no se oxida
Clavo con lámina de Zn
20
La platina protege de la corrosión.
No se oxidóNo se oxidaClavo envuelto en platina1 tubo
19
El clip no protege de la corrosión
Clavo con clip18
El cobre no protege de la corrosión. Es poco activo.
Se oxidó.El cobre no sirve de protección, es poco activo, menos que el hierro
Clavo con alambre de Cu
17
El Al protege la corrosión.
No se oxida.No se oxidaClavo con lámina de Al
16
ConclusiónObservacionesHipótesisDescripciónTubo
0102030405060708090
100
Oxi Hum Oxi+Hum OX+Hu+Ac Ox+Hu+Sal
Corrosión
Influencia del oxígeno, la humedad, el medio ácido y salino en la corrosión
(Resultados en diagrama de barras)
Observaciones:Después de Semana Santa, pasados unos 10 días, se podía observar como la cuchilla del afilador metálico no había sido oxidada a pesar de haberse sometido a la humedad y al salitre de una disolución salina.La cuchilla del afilador de plástico en las mismas condiciones se oxida mucho más.
4.1 EXPERIENCIA DE LOS AFILADORESAfiladores: 1 afilador de metal y 1 de plástico dentro de frascos con agua y sal.Hipótesis: en el afilador de metal se va a oxidar antes el protector y no la cuchilla y en el de plástico como no tiene protector se oxidará la cuchilla.
Conclusión: El metal de magnesio protegió a la cuchilla de hierro, oxidándose él a óxido de magnesio blanco y protegiendo la corrosión de la cuchilla de hierro. Igual que los remaches de cinc protegen la corrosión del casco del barco.
5. CONCLUSIONES DE LA INVESTIGACIÓN
1.El oxigeno del aire y la humedad son los responsables de la oxidación del hierro, de su corrosión, de la formación del herrumbre [hidróxido de hierro (III).
Según las reacciones químicas:
(1) Hierro + Oxigeno Óxido de hierro (III)4 Fe + 3O2 2 Fe2O3
(2) Óxido de hierro (III) + Agua Hidróxido de hierro (III)Fe2O3 + 3 H2O 2 Fe(OH)3 (herrumbre)
Las principales conclusiones de la investigación son:
2. El La sal común y los ácidos potencian la corrosión. En presencia de sal común y del medio ácido la corrosión del hierro aumenta
3. Protegen la oxidación del hierro y su posterior corrosión:
La ausencia de oxígeno.La ausencia de humedad.El medio básico.Recubrimiento con pinturas o
aceites.La protección metálica del
hierro, en contacto con el cinc, magnesio u otros metales más activos (protección anódica).
Perspectivas abiertas por la investigación.Muchos son los interrogantes a los que en nuestra investigación hemos respondido, pero muchos más interrogantes nos han surgido en el transcurso de la misma que nos animan a seguir investigando estos problemas en el futuro.
Algunos interrogantes pendientes de responder:¿Cómo influye sobre la corrosión del hierro el pH?¿Cuál es la composición de las sustancias que se producen en la corrosión del hierro? ¿Cómo analizarlas?¿Cómo influye la sal en potenciar la corrosión del hierro?¿Qué tipo de procesos electroquímicos ocurren en la corrosión del hierro?¿Cómo se crean las zonas anódicas y catódicas en la corrosión del metal?¿Qué metales son más activos que el hierro y cómo lo protegen de la corrosión?¿Cuál es el metal más apropiado para proteger al hierro y evitar la corrosión?¿Por qué se depositan algunos metales sobre el hierro al introducirlo endisoluciones de sus sales?… Una investigación lleva siempre a otra nueva investigación
Bibliografía consultada:López, J., López, R y Cardenote, S., Carmona, J (2000).
Técnicas experimentales de laboratorio. 4º de la ESO. Madrid. Mc Graw Hill.Piñar, I. (2003) Física y Química. 4º de la ESO. Vizcaya. Oxford Educación.Enciclopedia Encarta.Enciclopedia Larousse.
Algunas páginas WebEl rincón de la Ciencia:
http://centros5.pntic.mec.es.victoria.kent/Rincon-C/Curiosid/RC-12.htmBacterias sulfatorreductoras y corrosión
http://www.encuentros.uma.es/encuentros54/bacterias.htmlProtección de la corrosión: http://arqcon.com.ar/pprof/ppcorrosio1.htmTratamiento de la corrosión: http://lenntech.com/espanol/tratamiento-corrosion.htmMateriales dentales y aceros en ortodoncia
http://www.odontologia-online.com/estudiantes/trabajos/variosvs01.htmlEstudio del hierro: http://html.rincodelvago.com/el-hierro.htmlQuitar para el estudio de la corrosión: http://www.tecnoedu.com/Armifield/CEQ.phpPropiedades del hierro: http://www.prodigyweb.net.mx/degcorp/Quimica/Hierro.htmCorrosión: http://www.fi.uba.ar/materias6303/Corrosion.pdfCorrosión en estructuras y puentes
http://www.solocursos.net/corrosion en estructuras y puentes-slccursos363772.htmCorrosión y su tratamiento y prevención. Sustancias que destruyen los materiales
http://www.monografias.com/trabajos3/corrosion/corrosion.shtml