Practica Corrosion En Casa

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

LABORATORIO DE ELECTROQUÍMICA Y CORROSIÓN

PRACTICA “CORROSIÓN EN CASA”

PROFESOR. ROBERTO CASILLLAS MUÑOS

EQUIPO 5

2PV51

1. OBJETIVOS Observar el fenómeno de la corrosión que sufre un material en diferentes medios, medio ácido, medio ácido y medio salino. 2. MARCO TEÓRICO Corrosión La palabra “corroer” se deriva del latín “corrodere”, que significa “roer las piezas”. El fenómeno de corrosión guarda gran similitud frente dicha definición etimológica, por lo cual, se define al fenómeno de la corrosión como la transformación de un material debido a reacciones químicas o electro químicas con el medio que lo rodea, lo cual produce un deterioro del material y de sus propiedades. La corrosión es también considerada una oxidación acelerada y continua que desgasta, es decir, que para que exista el fenómeno de corrosión tiene que haber un proceso de oxidación previo; dicho proceso ocurre cuando un átomo inestable pierde un electrón, lo que permite que el átomo forme un compuesto nuevo con otro elemento, es decir, el proceso se caracteriza por ceder electrones del elemento que se oxida al elemento oxidante. Corrosión química En este tipo de corrosión se estudian aquellos casos en que el metal reacciona con un medio no -iónico (por ejemplo oxidación de un metal en aire a altas temperaturas). Sí se expone una superficie metálica limpia a la acción del oxígeno, el metal comenzará a reaccionar con los oxígenos formando oxidos. Por ejemplo una pieza de Fe (metal que presenta más de una valencia) calentada al aire seco, por encima de 500ºC se oxida a apreciable velocidad formando una película Corrosión electroquímica La temperatura ambiente la forma de corrosión más frecuente y más seria es de índole electroquímica, este tipo de corrosión implica un transporte de electricidad a través de un electrolito. En los procesos de corrosión electroquímica circulan corrientes eléctricas, sobre el material expuesto a corrosión. A través de los avances en la ciencia se ha demostrado que durante la corrosión se cumplen las leyes de Faraday . Estas corrientes se producen porque el material presenta zonas con diferente reactividad (centros anódicos y catódicos); existe un paso conductor que

conecta las zonas anódica y catódica (el metal conduce los electrones) y ambos micro electrodos están inmersos en un mismo Corrosión en diferentes medios El fallo de los materiales metálicos en la industria química puede ocurrir en muy diferentes maneras debido a la amplia gama de materiales utilizados, a la diversidad de productos químicos (y mezclas) que se manejan y al amplio espectro de condiciones experimentales que nos podemos encontrar. Hay varios factores que influyen en este fenómeno. Efecto del PH En medios ácidos la corrosión es incomparablemente más rápida que en medios neutros o alcalinos. Para pH<4; los óxidos de hierro, por ejemplos, son solubles y la corrosión se incrementa debido a la disponibilidad de H+ para mantener la reacción catódica: 2H+ +2e- → H2 Si además hay oxígeno disponible: O2+4H+ +4e- → 2H2O Entre pH 4 y 10, un depósito poroso de óxido ferroso débilmente adherido protege la superficie, manteniendo el pH de la disolución debajo del depósito en un valor 9,5. La corrosión está controlada por la difusión del oxígeno a través del depósito y es prácticamente constante. La reacción catódica es: O2+2H2O+4e- → 4OHLa reacción anódica es en todo el rango: Fe → Fe2++2ePara valores de pH por encima de 10 se observa una disminución en la velocidad de corrosión, debido a la formación de una capa pasiva de óxido férrico en presencia de oxígeno. En medio alcalino (Hidróxidos cáusticos): El acero de carbón ordinario es adecuado para la sosa (NaOH) y la potasa (KOH), porque la película pasiva es estable en disoluciones alcalinas. A temperaturas elevadas puede producirse una corrosión uniforme acelerada. Su uso no está recomendado en el caso de álcalis de elevada pureza: la agitación puede romper la capa protectora de hidróxido y la sosa contaminarse con sólido en suspensión.

Oxígeno *Necesario para que haya corrosión (medios alcalinos y neutros). *Una mayor agitación aumenta la velocidad de corrosión. Dióxido de carbono: está presente por disolución desde el aire y por ser producto de muchos procesos químicos. *Disminuye el pH. *Forma incrustaciones sobre la superficie. *En disolución da lugar a H2CO3, que es moderadamente corrosivo. Sin embargo el producto de la corrosión es FeCO3, que forma capas protectoras sobre las superficies. 3. MATERIALES 3 espátulas 3 recipientes 4. SUSTANCIAS Y REACTIVOS Bicarbonato de sodio en solución (Medio básico) Solución salina Vinagre (Medio ácido)

5. PREPARACIÓN DE LOS MATERIALES

ESPÁTULA EN MEDIO ÁCIDO DÍA 1

DÍA 3

DÍA 5

ESPÁTULA EN MEDIO SALINO

DÍA 1

Sí

DÍA 5

Espatula en medio basico DIA 1

DIA 5

Observaciones La corrosión más intensa se presentó en la espatula sumergida en agua con sal, seguida del vinagre (ácido acético) y al último, la menos destructiva fue en el medio basico el cual era suavizante de ropa. Las espatulas comenzaron a mostrar cambios al segundo dia, notandose una mayor velocidad en el medio salino.

La solucion en los medios cambio de color al corroerse, el medio salino tomó un color cobrizo-marron esto por deposiciones de color cobrizo que se desprendian de la espatula, siento este oxido ferroso.

En el caso de la espatula en el medio salino paso de un color platinado a un tono marron, de igual forma en el medio acido pero en areas aleatorias, pero en el medio basico no se observo ningun cambio de corrosion como en las otras soluciones.

Las espatulas del medio acido y basico se dejaron mas dias debido a que no se apreciaba una corrosion tan destructiva como en el medio salino.

Tras realizar la limpia de las placas podemos notar que, si bien siguen con una estructura íntegra, el daño en el metal es irreversible.

Conclusiones A la par de la experimentación llevada a cabo en el laboratorio, junto con está práctica se pudo integrar un conocimiento más profundo de cómo afecta el medio que rodea al material en cuanto a los efectos que la corrosión tendrá sobre él. Si bien se esperaba por concordancia con la teoría que el medio ácido fuese el más destructivo, resultó ser en este caso la sosa cáustica la que más dañó al material; a este efecto, hemos de hacer énfasis que en el vinagre el ácido acético se encuentra en muy bajas cantidades, cercanas al 5% en volumen, por lo que una concentración casi pura sin duda hubiese causado la corrosión casi total de la placa. Por otro lado, la concentración elevada de la sosa sin duda originó una violenta reacción donde además se observó una gran producción de gases, los cuales fueron causantes de una capa de espuma en los puntos activos de corrosión. El vinagre formó una capa negra que impidió la propagación de la reacción hacia el interior, estableciendo un equilibrio y deteniendo el proceso hasta ser removida la capa. Para la solución salina no se observó una corrosión tan marcada en el intervalo de tiempo que se llevó a cabo la experimentación. Dicho esto, podemos extrapolar estos conocimientos a situaciones reales en la industria, en específico en la refinación del petróleo y gas natural, pues el amplio abanico de actividades en la misma coloca a los materiales de trabajo en medios como los experimentados; ya sea una plataforma marina en contacto con el agua de mar y exponiendo a corrosión a las piernas tensionadas de suspensión, pasando por los metales empleados en los reactores de refinación de cargas, donde se tiene contacto con ácidos provenientes del crudo y del gas natural, hasta bases que puedan ser empleadas en síntesis de la industria petroquímica. Flores Cervantes Jordi Alberto

Conclusión. En esta práctica pudimos observar mejor las diferentes maneras en las que la corrosión se presenta en los metales. La corrosión es el proceso mediante el cual se produce un deterioro de un material por la acción química o electroquímica del entorno en el que se encuentra. Cabe destacar la importancia que desde un punto de vista tecnológico tiene la corrosión en los metales, pues sus propiedades mecánicas empeoran sustancialmente cuando sufren corrosión, se vuelven frágiles, se agrietan o incluso acaban disolviéndose. Gracias a estos experimentos pudimos observar en especial dos tipos de corrosión: 1. El ataque químico directo, producido fundamentalmente por sustancias gaseosas corrosivas, en las que no hay paso apreciable de corriente eléctrica a través del metal. 2. El ataque electroquímico, provocado por el contacto con un electrolito, es decir, una disolución iónica, en el que se establece una separación entre ánodo y cátodo, por el que circula una corriente eléctrica. La corrosión es difícil de controlar, ya que cada sustancia presenta características que de alguna u otra manera dañan los materiales. La única medida que se podría tener en contra de la corrosión sería dar mantenimiento continuamente a los equipos para que estos tengan una vida útil más larga y no se vean afectados por la corrosión en tiempo menor.

SANDOVAL GUILLÉN KATIA JUDITH

Conclusión De acuerdo a lo observado, el medio en el que las placas presentaron mayor corrosión fue en el alcalino, el medio ácido también presentó características de corrosión muy notorias. La peculiaridad que denota corrosión en los medios es sobre todo la coloración que presentan y su desgaste (oxidación). En general todas las placas, en los distintos medios presentaron rasgos de corrosión. Sin embargo, se puede saber por bibliografía que en el medio ácido el hierro presenta una corrosión aún más rápida que en el medio alcalino. Por lo que, y siendo los tres medios buenos conductores de electricidad (portadores de iones), el factor determinante en nuestros sistemas es el electrolito, su concentración de iones para llevar a cabo las reacciones de óxido-reducción, las cuales, cabe mencionar dependen de la cantidad de agua presente (en las que el hierro se oxidará, siendo llevada la reacción planteada en el marco teórico: Fe → Fe2+ + 2e- ).

Mendoza Rodríguez Jesús Alberto

Conclusión Con esta experimentación se puede ver claramente la corrosión de un mental que en este caso fue una lámina de metal, en diferentes soluciones (acida o base). Por lo que se dejó la lámina de metal 5 días en diferentes soluciones como fueron: solución agua con sal (solución salina), vinagre, sosa caustica. Como sabemos, en una solución acida se corroe más rápido un metal, pero en este caso fue en la sosa caustica, la cual causo mayor destrucción a la lámina. Que no fue lo esperado porque como sabemos, el vinagre es ácido acético, pero este se encuentra diluido al 5 %, por lo que no causa el daño que realmente se esperaba, pero si hubiese estado el vinagre puro, hubiera causado la destrucción de la lámina o si no, simplemente una corrosión total de esta. En base a lo obtenido, la sosa caustica causa una violenta corrosión de la lámina e igual se observó que se producía una capa de espuma, esto debido a los gases. En cambio el vinagre no causo una corrosión tan violenta, pero si origino una capa negra de óxido, que esta servía como protector de que la lámina, para que ya no se siguiera corroyendo. Por último, para la solución salina se ve una corrosión más ligera que las otras, ya que esta era muy lenta y en el tiempo de 5 días, apenas se veía en la parte inferior de la lámina de metal una ligera corrosión.

Neri Aguilar Keli

Conclusiones En esta práctica se observaron las diferentes velocidades a las que se oxida el metal de la espátula, con esto podemos decir que:   

El que mayor corrosión presenta en el último día es la espátula con sosa cáustica. Podemos inferir que esto se debe a la concentración de la sosa, pues es mucho mayor que la concentración del vinagre utilizado. El que presentó una corrosión baja fue la espátula con agua y sal, esto debido a que no se trata de un ácido o de una base, sino de una mezcla de agua y sal. El que presento una corrosión “media” fue el de la espátula con vinagre, pues, aunque es un ácido, la concentración de este es de apenas el 5%, por lo que no se corroyó tanto como se esperaba.

Con esto podemos resaltar la importancia del medio que causa la corrosión, así como su concentración, pues ambos factores afectan la velocidad de corrosión del metal. Podemos afirmar pues, que los objetivos se cumplieron satisfactoriamente.

Isaac Alejandro Sampablo Díaz

Conclusión De acuerdo a las fotografías tomadas en el lapso de 5 días se puede observar que todas las placas presentan corrosión en algún grado. Esto es debido a la tendencia que tienen los metales a volver a su estado de menor energía, más estable. El medio salino utilizado fue agua con sal, esto facilita la formación de iones OH - . Las reacciones que se llevan a cabo son las siguientes: Fe  Fe2+ + 2e 2H+ + 2e H2

- Oxidación -

Reducción

Después de la formación del ion Fe2+ debido al OH- disociado en el agua se produce Fe(OH)2 que se observa precipitado en los recipientes usados para contener las placas. De la misma forma, debido a que la sosa es NaOH el ion hidróxido forma Fe(OH)2. Aunque el ácido se esperaba que fuera el más corrosivo, debido a que el vinagre es ácido acético diluido al 5%, la corrosión no fue tanta como se esperaba. Las reacciones que se llevan a cabo son: Fe  Fe2+ + 2e 2H+ + 2e H2

- Oxidación -

Reducción

En el cátodo se produce oxígeno y agua, además de la liberación de hidrógeno gaseoso por la reducción. Como se observó en prácticas pasadas, la corrosión además depende de factores como la concentración y temperatura por lo que con este experimento se comprobó que además de las sustancias utilizadas, los factores ambientales influyen mucho.

García Pavón Márquez Alhan