8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

8.1. Citas Bibliográficas

(1) http://tecno-parque.webcindario.com/pages/peraza/quinto/dos.pdf

(2) http://www.mitecnologico.com/Main/ReaccionesDeOxidoReduccion

(3) http://www.infopedia.pt/$serie-electroquimica

(4) http://es.wikipedia.org/wiki/Par_galv%C3%A1nico

8.2. Bibliografía

8.2.1. www.tecno-parque.webcindario.com

8.2.2. www.mitecnologico.com

8.2.3. www.infopedia.pt

8.2.4. es.wikipedia.org

9. ANEXOS

9.1.Reporte fotográfico (Ver Anexo 1)

9.2.Artículo Referente (Ver Anexo 2)

10.CUESTIONARIO

10.1. Reacciones que se producen

• SOLUCIONES CON CLORURO DE SODIO

Clavo desnudo

Reacción Oxidación: 2Fe →2Fe2+ +4e- Ec. 10.1.1Reacción Reducción: O2 + 2H2O + 4 e- → 4OH Ec. 10.1.2Reacción total: 2Fe +O2 + 2H2O + 4NaCl → 2FeCl2 + 4NaOH Ec. 10.1.3.

Clavo galvanizado (No hay reacción)

Clavo con recubrimiento de cobreReacción Oxidación: Cu →Cu(2+)+2e- Ec.:10.1-

4Reaccion Reduccion: O2+ 2H2 O+4e → 4OH

Ec.:10.1-5Reaccion Total: 2 Cu+ O2+ 2H2 O+4NaCl→2 CuCl2+4NaOH Ec.:10.1-6

Clavo cubierto con aluminio

Reaccion Oxidacion: Al→Al(3+)+3e- Ec.:10.1-7Reaccion Reduccion: 2H2O+2e→ 2OH-+ H2↑ Ec.:10.1-8Reaccion Total: Al+3NaCl +3H2O→AlCl3+3NaOH+ 3H2↑ Ec.:10.1-9

SOLUCIONES CON ACIDO SULFURICO

Clavo Desnudo

Reaccion Oxidacion: Fe →Fe(2+)+2e- Ec.:10.1-10Reaccion Reduccion: 2H(+ )+2e-→H2↑ Ec.:10.1-11Reaccion Total: Fe+2 H2 SO4 → Fe2 SO4+H2↑ c.:10.1-12

Clavo Galvanizado (oxidación línea no pintada)

Clavo cubierto con Al

Reaccion Oxidacion: Al→Al(3+)+3e- Ec.:10.1-13Reaccion Reduccion: 2H(+ )+2e-→H2↑ Ec.:10.1-14Reaccion Total: 2Al +6H2SO4 → Al2(SO4)3+6H2↑ Ec.:10.1-15

Clavo cubierto con Cu

Reaccion Oxidacion: Cu →Cu(2+)+2e- Ec.:10.1-16Reaccion Reduccion: 2H(+ )+2e-→H2↑ Ec.:10.1-17Reaccion Total: Cu+2H(+ ) → Cu2++H2↑ Ec.:10.1-18

SOLUCIONES CON AGUA DESTILADA

Clavo Desnudo

Reaccion Oxidacion: 4Fe →Fe(3+)+3e- Ec.:10.1-19Reaccion Reduccion: 3O2+ 2H2O+4e→ 4OH Ec.:10.1-20Reaccion Total: 4Fe+3O2+ 6H2O→ 4Fe(OH)3 Ec.:10.1-21

Clavo Pintado (no hay reacción)

Clavo cubierto con Al

Reaccion Oxidacion: 3Al→Al(3+)+3e- Ec.:10.1-22 Reaccion Reduccion: O2+ 2H2O+4e→ 4OH- Ec.:10.1-23Reaccion Total: 12Al+3O2+ 6H2O→ 12Al(OH)3 Ec.:10.1-24Clavo cubierto con Cobre

Reaccion Oxidacion: 2Cu →Cu(2+)+2e- Ec.:10.1-25Reaccion Reduccion: O2+ 2H2O+4e→ 4OH- Ec.:10.1-26Reaccion Total: Cu+O2+ 2H2O → Cu(2+)+4OH- Ec.:10.1-27

10.2. Simbología

Tabla 10.2.1

Tabla de simbologías de las reacciones ocurridas

NaCl H2SO4 Agua Destilada

Clavo Desnudo Fe/Fe2+//H2O/OH- Fe/Fe2+//H+/H2 Fe/Fe3+//H2O/OH-

Clavo Pintado ---------------------- ---------------------- ------------------------

Clavo recubierto con

Al

Al/Al3+//H2O/H2 Al/Al3+//H+/H2 Al/Al3+//H2O/H2

Clavo recubierto con

Cu

Cu/Cu2+//H2O/OH- Cu/Cu2+//H+/H2 Cu/Cu2+//H2O/OH-

10.3. Cálculo de la energía libre

10.3.1. Cálculo modelo

Reaccion Oxidacion: Fe →Fe(2+)+2e- ∆E= 0,0447 V Ec.:10.3-1

Reaccion Reduccion: 2H(+ )+2e-→H2↑ ∆E= 0,0 Ec.:10.3-2

Reaccion Total: Fe+2 H2SO4 → Fe2SO4+H2↑ ∆E= 0,0447 V Ec.:10.3-3

∆G=-nFE Ec.:10.3.1-1

∆G=-(2*96500*0,0447) ∆G=-8627,1 J

Tabla 10.3-1Resultados de Energías Libres Calculadas

NaCl H2SO4Agua

Destilada

Clavo Desnudo -324, 240 kJ

-862, 71 kJ

- 507, 204 kJ

Clavo Pintado ------------ ----------- ------------Clavo recubierto

con Al-298,2429

kJ-457, 796

kJ-1 070, 416 kJ

Clavo recubierto con Cu

-228, 126 kJ

659, 867 kJ

-22, 8126 kJ

10.4. Formas de corrosión

General o UniformeEs aquella corrosión que se produce con el adelgazamiento uniforme producto de la pérdida regular del metal superficial.GalvánicaLa corrosión Galvánica es una de las más comunes que se pueden encontrar. Es una forma de corrosión acelerada que puede ocurrir cuando metales distintos (con distinto par redox) se unen eléctricamente en presencia de un electrolito (por ejemplo, una solución conductiva).Atmosférica

De todas las formas de corrosión, la Atmosférica es la que produce mayor cantidad de daños en el material y en mayor proporción. Grandes cantidades de metal de automóviles, puentes o edificios están expuestas a la atmósfera y por lo mismo se ven atacados por oxígeno y agua. La severidad de esta clase de corrosión se incrementa cuando la sal, los compuestos de sulfuro y otros contaminantes atmosféricos están presentes.Corrosión por Fisuras o “Crevice”La corrosión por crevice o por fisuras es la que se produce en pequeñas cavidades o huecos formados por el contacto entre una pieza de metal igual o diferente a la primera, o más comúnmente con un elemento no- metálico. En las fisuras de ambos metales, que también pueden ser espacios en la forma del objeto, se deposita la solución que facilita la corrosión de la pieza. Se dice, en estos casos, que es una corrosión con ánodo estancado, ya que esa solución, a menos que sea removida, nunca podrá salir de la fisura. Además, esta cavidad se puede generar de forma natural producto de la interacción iónica entre las partes que constituyen la pieza.

Corrosión por Picadura o “Pitting”Es altamente localizada, se produce en zonas de baja corrosión generalizada y el proceso (reacción) anódico produce unas pequeñas “picaduras” en el

cuerpo que afectan. Puede observarse generalmente en superficies con poca o casi nula corrosión generalizada. Ocurre como un proceso de disolución anódica local donde la pérdida de metal es acelerada por la presencia de un ánodo pequeño y un cátodo mucho mayor.

Corrosión Microbiológica (MIC)Es aquella corrosión en la cual organismos biológicos son la causa única de la falla o actúan como aceleradores del proceso corrosivo localizado.

10.5. Establecer las diferencias en el proceso de corrosión cuando se

usan diferentes concentraciones en las soluciones:

Ácido Sulfúrico:

Es un líquido altamente corrosivo, particularmente en concentraciones bajo 77,67%, corroe los metales, con excepción del oro, iridio y rodio, dando lugar al desprendimiento de hidrógeno.

Cloruro de sodioEl efecto de la concentración de cloruro en la velocidad de corrosión puede hasta un 3% en peso, se produce un incremento de la velocidad de corrosión debido a un aumento de la conductividad. Para concentraciones mayores del 3% en peso, la velocidad de corrosión disminuye por un descenso en la solubilidad del oxígeno. Otras sales que no cambian el pH producen un efecto parecido: KCl, LiCl,Na2SO4, KI, NaBr,... En el laboratorio se suelen usar disoluciones al 3 ó 3,5% de NaCl para simular el agua del mar, pero frecuentemente son más agresivas, debido a que el agua del mar contiene Ca2+ y Mg2+, cuyas sales forman incrustaciones sobre las superficies metálicas en medios básicos. En realidad el agua del mar es un sistema complejo cuya corrosividad viene determinada por la concentración y acceso de oxígeno a la estructura metálica, la salinidad, la concentración de otros iones minoritarios, la actividad biológica y los contaminantes.

Agua destiladaEs uno de los medio menos corrosivos, aunque su exposición prolongada y en contacto con cualquier tipo de metal hace que esta se caliente provocando un leve desgaste, hay materiales que son bastante resistentes, entre estos los aceros inoxidables

ANEXO 1

8.1. Reporte Fotográfico

Figura 8.1.1. Clavos desnudos Figura 8.1.2.: Clavos galvanizados

Figura 8.1.3: Clavos con recubrimeinto de Cu Figura 8.1.4: Clavos con recubrimiento de Al

Nombre: Fecha: Universidad Central del EcuadorDibuja Karen Aguirre 2012-04-04 Facultad de Ingeniería Química

Revisa: Iván Salazar 2012-04-11 Laboratorio de Corrosión

ESC TEMA:

ANEXO 2 9.2. Artículo Referente

Otra ventaja es el incremento en la compactación del metal depositado, lo cual se asocia con la disminución de las tensiones internas, el incremento en la ductilidad y el aumento en la dureza del recubrimiento. Los recubrimientos de cobre-níquel depositados sobre substratos de zamak (Zn 67,1%; Al 26,9% y Cu 5,9%) ofrecen una variedad de aplicaciones decorativas debido a los diferentes acabados que pueden lograrse a partirDe dichos recubrimientos. Estos recubrimientos se obtienen actualmente empleando la técnica de corriente directa (DC); sin embargo, esta técnica presenta una serie de dificultades relacionadas con la formación de la película y con su comportamiento frente al fenómeno de corrosión en mediosácidos y cloruros. Esto ha motivado el estudio y empleo de otras técnicas alternativas de electrodeposición, entre las cuales se pueden citar la técnica de corriente pulsante inversa (PRC) y la de corriente pulsante directa (PDC), las cuales pueden emplearse en una gran variedad de metales y aleaciones; las variaciones de voltaje en función del tiempo empleadas en las técnicas pulsantes y de corriente directa son mostradas en las figura:

Figura 1. Variación del potencial en las técnicas de electrodeposición pora) Corriente directa, b) corriente pulsante directa y c) corriente pulsante inversa.

El objetivo de este trabajo es evaluar el comportamiento de los recubrimientos níquel/cobre frente a la orrosión marina, para ello se utilizó la técnica de espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS), la cual analiza la respuesta de frecuencia con base en el envío de una señal de potencial sinusoidal a un sistema de lectura de corriente directa inducida. La relación entre la señal de entrada y la de respuesta inducida representa la mpedancia característica del sistema y brinda la información sobre las propiedades electroquímicas del proceso de disolución. A su vez, se empleó la técnica de barrido potencio dinámica, la cual indica la velocidad con la que la película cobre/níquel se degrada en un medio dado, y se encontró que a menor velocidad de degradación, mayor confiabilidad del sistema.

http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=85215207004

ANEXO 2

9.2. Artículo Referente

ESTUDIO DE LA RESISTENCIA A LA CORROSIÓN ELECTOQUÍMICA DE ELECTRO- RECUBRIMIENTOS NIQUEL/ COBRE OBTENIDOS POR CORRIENTE PULSANTE

RESUMEN

En este artículo se presenta la obtención de recubrimientos de cobre- níquel sobre los sustratos de zamak por medio de la electrodeposición, utilizandolas técnicas de corriente directa, corriente pulsante directa y corriente pulsante inversa, con el propósito de estudiar el comportamiento de cada una frente a los fénomenos corrosivos simulando un medio marino (NaCl al 3,5 % wt). La caracterización electroquímica se realizó mediante las técnicas de espectroscopia de impedancias electroquímicas a (EIS) y curvas de polarización Tafel, las cuales permitiron encontrar mayor velocidad de corrosión es para los recubrimientos ontenidos con la técnica de corriente directa y la de menores para la corriente pulsante inversa. Finalmente, se establece que las técnicas de corriente pulsante generan depósitos que incrementan la resistencia a la corrosión de los rescubrimientos ontenidos.

1. INTRODUCCIÓN

Durante la década de los 50, la técnica de corriente pulsante fue implementada y logro el mejoramiento de los niveles e acción en baños calientes en recubrimientos de cianuros de cobre; sin embargo, el uso de los electrolitos fue reducido debido a problemas ambientales. Por este motivo la tñecnica PRC fue relegada a un segundo plano, asi como su utilización en procesos de limpieza y pulido elctrolitico. En la década de los setenta aparecen nuevas contibuciones teóricas sobre la mencionada técnica, mientras que durante las décadas de los ochenta y noventa se demostró que la técnica PRC podía ser la respuesta a una gran cantidad de problemas que aún enfrenta la industria de los electrorecubrimientos. En la electrodeposición de metales por la técnica de corriente inversa, la cantidad de electricidad total no es consumida en la formación del recubrimiento, pues una porción de la corriente significativamente más pequeña es utilizada para la polarización anódica (a menudo denominada corriente de desprendimiento) de los productos recubiertos. Durante cada período con corriente inversa se forma una capa en la superficie de los productos de un determinado espesor, y durante la polarización anódica parte de esa capa formada es disuelta nuevamente. La aplicación de la técnica de corriente pulsante ha permitido el mejora miento de la calidad de un importante número de procesos industriales de electrodeposición. Es posible obtener recubrimientos de cobre, níquel y cinc a partir de soluciones de sulfato; así como recubrimientos de oro, cobre y níquel, a partir de soluciones cianuradas con igual o mejor calidad que los obtenidos con la técnica tradicional de corriente directa (DC) .Dentro de las ventajas de la aplicación de la técnica de corriente pulsante inversa (PRC) están: el uso de densidades de corriente en tiempos de proceso similares a los utilizados con DC y la obtención de un tamaño de grano pequeño (grano fino) en el recubrimiento lo que permite un mejor revestimiento del substrato con la misma calidad del metal depositado y genera una disminución de la porosidad y mayor resistencia superficial, al igual que una mayor densidad del metal.

Nombre: Fecha: Universidad Central del EcuadorDibuja Karen Aguirre 2012-04-04 Facultad de Ingeniería Química

Revisa: Iván Salazar 2012-04-11 Laboratorio de Corrosión

ESC TEMA:

Nombre: Fecha: Universidad Central del EcuadorDibuja Karen Aguirre 2012-04-04 Facultad de Ingeniería Química

Revisa: Iván Salazar 2012-04-11 Laboratorio de Corrosión

ESC TEMA: