INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”

EXTENSIÓN PORLAMAR

ANALISIS CRITICO

CAPITULO I y II

Profesor:

Julián Caneiro

Realizado por:

Pedro Huarac C.I 84.566.392

Porlamar, Marzo 2015.

LA CORROSIÓN.

La corrosión puede ser definida como un proceso electroquímico, donde parte de la

superficie del sustrato, sujeto a corrosión, es oxidado y transferido del estado sólido a

solución u otro estado, acompañado por la reducción simultanea de algún componente del

medio corrosivo. Esta definición permanece valida aun cuando la influencia microbial se

involucra en el proceso.

Hay especialmente dos mecanismos en los cuales los microbios están involucrados en los

procesos de corrosión.

CLASIFICACIÓN DE LA CORROSIÓN

Galvánicas: Ocurre cuando dos metales diferentes son expuestos a una solución

electrolítica o conductora. No necesariamente deben ser dos metales, un solo metal puede

presentar factores que provoquen la presencia de áreas anódicas y catódicas en el mismo

metal.

Erosión: se presenta cuando el electrolito o material corrosivo, está fluyendo, golpeando el

material continuamente como consecuencia se tiene un desgaste de este.

Picaduras: es la formación de hoyos en una superficie relativamente libre de ataque. Es un

proceso lento pero puede ser causa de fallas inesperadas.

Exfoliación: es una corrosión subsuperficial, el material que presenta este tipo de corrosión

muestra una superficie libre de ataques, pero este se hace aparente en las capas internas.

Intragranular: es un ataque localizado y adyacente a los contornos de los granos. Este

ataque puede ser rápido algunas veces da como resultado la desintegración de la aleación

con fallas catastróficas.

CARACTERÍSTICAS DE LA CORROSION

Las características fundamentales del fenómeno de la corrosión, es que sólo ocurre en

presencia de un electrólito, ocasionando regiones plenamente identificadas, llamadas estas

anódicas y catódicas, una reacción de oxidación es una reacción anódica, en la cual los

electrones son liberados dirigiéndose a otras regiones catódicas.

En la región anódica se producirá la disolución del metal (corrosión) y, consecuentemente

en la región catódica la inmunidad del metal.

RECOMENDACIONES

La corrosión es un fenómeno de gran importancia ya que es la causa general de la

destrucción de la mayor parte de los materiales naturales o fabricados por el hombre. Se

estima que aproximadamente el 5% del producto interior bruto de un país industrializado se

ve gastado tanto en prevenir la corrosión como reparar los daños provocados por los efectos

de ésta.

Es un problema industrial importante, pues puede causar accidentes como la ruptura de una

pieza y, además, representa un costo importante, ya que se calcula que cada pocos segundos

se disuelven cinco toneladas de acero en el mundo.

Además que el 25% de la producción mundial anual del acero es destruida por la corrosión

y constituye una cantidad importante. Sin embargo, no siempre la corrosión es un

fenómeno indeseable, ya que el proceso de corrosión es usado diariamente para producir

energía eléctrica en las pilas secas, donde uno de las partes fundamentales del proceso es

una reacción de corrosión.

ELECTROQUÍMICA

Es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la

energía química.[] En otras palabras, las reacciones químicas que se dan en la interfaz de un

conductor eléctrico (llamado electrodo, que puede ser un metal o un semiconductor) y un

conductor iónico que también es muy importante en el mundo (el electrolito) pudiendo ser

una disolución y en algunos casos especiales, un sólido.[]

Si una reacción química es provocada por una diferencia de potencial aplicada

externamente, se hace referencia a una electrólisis. En cambio, si la diferencia de potencial

eléctrico es creada como consecuencia de la reacción química, se conoce como un

"acumulador de energía eléctrica", también llamado batería, celda galvánica o electricity.

En general, la electroquímica se encarga de estudiar las situaciones donde se dan reacciones

de oxidación y reducción encontrándose separadas, físicamente o temporalmente, se

encuentran en un entorno conectado a un circuito eléctrico. Esto último es motivo de

estudio de la química analítica, en una subdisciplina conocida como análisis

potenciométrico.

TIPOS DE ELECTROQUÍMICA

La electroquímica estudia los cambios químicos que producen una corriente eléctrica y la

generación de electricidad mediante reacciones químicas. Es por ello, que el campo de la

electroquímica ha sido dividido en dos grandes secciones:

La primera de ellas es la Electrólisis, la cual se refiere a las reacciones químicas que se

producen por acción de una corriente eléctrica, La otra sección se refiere a aquellas

reacciones químicas que generan una corriente eléctrica, éste proceso se lleva a cabo en una

celda o pila galvánica.

Celdas Electrolíticas

Son aquellas en las cuales la energía eléctrica que procede de una fuente externa provoca

reacciones químicas no espontáneas generando un proceso denominado electrólisis. Las

celdas electrolíticas constan de un recipiente para el material de reacción, dos electrodos

sumergidos dentro de dicho material y conectados a una fuente de corriente directa.

Celdas Voltaicas o Galvánicas

Son celdas electroquímicas en las cuales las reacciones espontáneas de óxido-reducción

producen energía eléctrica. Las dos mitades de la reacción de óxido reducción, se

encuentran separadas, por lo que la transferencia de electrones debe efectuarse a través de

un circuito externo.

En todas las reacciones electroquímicas hay transferencia de electrones y por tanto, son

reacciones de óxido reducción (redox).soluciones electrolíticas.

LEYES DE FARADAY

Primera Ley de Faraday:

“La masa de un producto obtenido o de reactivo consumido durante la reacción en un

electrodo, es proporcional a la cantidad de carga (corriente x tiempo) que ha pasado a través

del circuito”.

Esta primera ley, permite calcular, la cantidad de electricidad (en coulambios o faraday)

para depositar un equivalente gramo de una sustancia.

La unidad eléctrica que se emplea en física es el coulomb (C). Un coulomb se define como

la cantidad de carga que atraviesa un punto determinado cuando se hace pasar un ampere

(A) de corriente durante un segundo.

Intensidad (A) = Coulombios = Amperios x segundos

Ejemplo: Calcular el equivalente electroquímico del ión férrico (Fe+++)

El equivalente químico:masaatomicavalencia

=563

=18,66g

equi−g

El equivalente Electroquímico es la masa transportada por un Coulomb:

Segunda Ley de Faraday:

“Las masas de diferentes sustancias producidas por el paso de la misma cantidad de

electricidad, son directamente proporcionales a sus equivalentes gramos”.

Esta ley permite calcular la masa de diferentes sustancias depositadas por la misma

cantidad de electricidad.La cantidad de elemento depositado por un Faraday (96.500 c) se

conoce como equivalente electroquímico.

Las dos leyes de Faraday se cumplen para los electrolitos tanto fundidos como en solución.

Su validez no se altera por variaciones de temperatura, presión, naturaleza del solvente y

del voltaje aplicado.

Ecuación de Nernst

La ecuación de Nernst fue formulada por el físico-quimico alemán Walther Hernann Nernst

es utilizada para hallar el potencial de reducción en los electrodos en condiciones diferentes

a los estándares.

La ecuación tiene la siguiente forma:

E= Eº – RT / nF .ln (Q)

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.

LA PASIVIDAD

Es la formación de una película relativamente inerte sobre la superficie de un material

(frecuentemente un metal), que lo enmascara en contra de la acción de agentes externos.

Aunque la reacción entre el metal y el agente externo sea termodinámicamente factible a

nivel macroscópico, la capa o película pasivante no permite que estos puedan interactuar,

de tal manera que la reacción química o electroquímica se ve reducida o completamente

impedida.

POLARIZACIÓN

En teoría es el terminal negativo que tiene una celda voltaica, que tiende a disolverse en el

electrolito y es el que generalmente termina proporcionando la mayor parte de la energía, al

consumirse está. Una de las causas por los que se produce la polarización es:

La producción de hidrógeno gas en el cátodo a partir de H+, que termina por formar una

capa gaseosa muy elevada y de resistencia óhmica. Para evitar esto, se utilizan sustancias

sólidas o gaseosas, hasta el mismo aire es y puede ser utilizado, ya que este usa el

hidrógeno y vuelve a formar moléculas de agua, manteniendo así despejado el electrodo.

Polarización por concentración.

La polarización por concentración se asocia con las reacciones electroquímicas que son

controladas por la difusión de iones en el electrolito. Este tipo de polarización se ilustra

considerando la difusión de los iones hidrógeno hasta la superficie del metal para formar

hidrógeno gas en la reacción catódica 2H+ + 2e- H2.

En la polarización por concentración cualquier cambio en el sistema que haga aumentar la

velocidad de difusión de los iones en el electrolito hará disminuir los efectos de la

polarización por concentración y hará que aumente la velocidad de corrosión.

Polarización por activación.

La polarización por activación se refiere a reacciones electroquímicas que están controladas

por una etapa lenta dentro de la secuencia de etapas de reacción en la interfase electrolito

metal. Es decir, existe una energía de activación crítica necesaria para remontar la barrera

de energía asociada con la etapa más lenta. Este tipo de energía de activación queda

ejemplificada considerando la reducción del hidrógeno catódico en la superficie de un

metal 2H+ + 2e- H2, lo que se conoce como polarización por sobretensión de hidrógeno.

La reacción citada puede ser rápida, pero hasta la formación de la molécula de H2 a partir

de H atómico debe suceder la absorción por el electrodo y posteriormente originarse la

formación de la molécula.

RECOMENDACIONES DE LA ELECTROQUÍMICA

La Electroquímica como ciencia que se encarga de estudiar la transformación dela energía

eléctrica en energía química y viceversa, está siendo ampliamente utilizada en la actualidad

debido al desarrollo tecnológico que vivimos. Los avances en electrónica y nanotecnología

han permitido la aparición de una instrumentación cada vez más sofisticada, potenciando

extraordinariamente la investigación electroquímica experimental.

En la actualidad se requiere cada vez más de técnicas analíticas y dispositivos que permitan

la detección de diferentes sustancias que afectan la salud de las personas y la calidad de los

alimentos y aguas que consume la población humana.

Por ejemplo, la detección de patógenos en la industria agroalimentaria y en el medio

ambiente a los bajos niveles exigidos y con tiempos de análisis mínimos con el fin de

aplicar las medidas correctoras/sancionadoras pertinentes, requerimiento dos bioanalíticos

avanzados basados en el reconocimiento molecular entre un receptor específico y el

analítico. Los dispositivos analíticos que se requieren deben ser capaces de detectar y en

algunos casos de cuantificar patógenos aniveles trazas presentes en fluidos biológicos,

alimentos y muestras de interés ambiental, debido al efecto que los mismos pueden causar

en el organismo y en nuestro medio ambiente