Informe de Laboratorio 8 (1)
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LABORATORIO 8
CORROSION DE METALES
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1. INTRODUCCINEl presente laboratorio se pretende enfocar varios puntos de vistas sobre un tema que es suma importancia dentro
de la carrera demantenimiento,en vista de los efectos indeseables que lacorrosin deja en equipos, maquinarias
yestructuras.
Se analizara las posiblessoluciones a este fenmeno natural de losmateriales como lo son entre otros y muy
principalmente la proteccin catdica, en sus diferentes versiones.El trabajo consta de undesarrollo el cual como fue indicado ha sido redactado mediante lainvestigacin en textos.
FIGURA 1
CORROSION EN LOS METALES
http://www.monografias.com/trabajos15/mantenimiento-industrial/mantenimiento-industrial.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos3/corrosion/corrosion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/norma/norma.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/norma/norma.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos3/corrosion/corrosion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/mantenimiento-industrial/mantenimiento-industrial.shtml -
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2. OBJETIVOS
Experimentar con el indicador de Fe+2.
Experimentar con la corrosin del hierro en diferentes medios.
Plantear ecuaciones qumicas de corrosin.
Elegir el mejor nodo de sacrificio para otro metal.
Construir celdas galvnicas.
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3. MATERIALES
Imagen 2. Solucin de NaCl 0,1M Imagen3. solucin de H2SO4 0,1M
Imagen 4. Solucin de NaOH 0,1 M Imagen 5. hexacianoferrato de potasio 0,1M
Imagen 6. Probeta de 10mL Imagen 7. Lmina de aluminio
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Imagen 8. Papel filtro Imagen9. Lmina de zinc
Imagen 10. Lmina de cobre Imagen 11. Papel lijar
Imagen 12. Alicate Imagen 13. Tubos de ensayo
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4. FUNDAMENTO TERICO
CORROSION DEMETALES
DEFINICION
- Es la corrosion de materiales aconsecuencia de un ataque quimico.
- Es l tendencia de los materiales paraobtener su forma mas estable.
-Esta corrosion es originada por una
reaccion electroquimica (oxidacion).-Sin embargo, la corrosin es unfenmeno mucho ms amplio queafecta a todoslos materiales (metales, cermicas, polmeros, etc.) y todos los ambientes(medios acuosos, atmsfera, altatemperatura, etc.).
Corrosin qumica
-Un material se disuelve enun medio corrosivo lquido yeste se seguir disolviendohasta que se consumatotalmente o se sature ellquido.
Corrosin por oxgeno
-ocurre generalmente ensuperficies expuestasal oxgeno
diatmico disuelto en aguao al aire, se ve favorecidopor altas temperaturas ypresin elevada
Corrosin galvnica
-Es la ms comn de todas yse establece cuando dosmetales distintos entre sactan como nodo uno deellos y el otro como ctodo.Aquel que tenga el potencialde reduccin ms negativo
proceder como unaoxidacin y viceversa
Corrosin por aireacinsuperficial
-Tambin llamado EfectoEvans. Se produce ensuperficies planas, ensitios hmedos y consuciedad.
Celdas de composicin
-Se presentan cuando dosmetales o aleaciones, tales el caso de cobre y
hierro forma una celdaelectroltica. Con el efectode polarizacin de loselementos aleados y lasconcentraciones delelectrolito las series femquiz no nos digan queregin se corroer y cualquedara protegida.
NODO DE SACRIFICIO
-El nodo de sacrificio es unelemento que protege de lacorrosin a otro materialmetlico conectado a ste, segnel principio de proteccin
catdica.-Elementos muy sensibles queabsorben toda lareaccinqumica que se produce durantela oxidacin,e esta forma sonellos los que sufren la corrosin
NODOS DE SACRIFICIO
MAS UTILIZADOSCP galvnica
-Actualmente, el nodogalvnico o nodo desacrificio se realiza endiversas formascon aleacin de zinc, magnesio y aluminio.
CP por corriente forzada
-Para estructuras msgrandes, los nodos
galvnicos no puedensuministrareconmicamente suficientecorriente para proporcionaruna proteccin completa.
Acero galvanizado
-Galvanizado generalmentese refiere a de galvanizadoen caliente, que es unaforma de recubrimiento deacero con una capa de zincmetlico.
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5. PROCEDIMIENTO
5.1 Experimento 1: indicador del hierro (II)
En un tubo de ensayo agregu 3mLde sulfato ferroso 0,1M, luego adicione 1 gota de
hexacionoferrato de potasio. Observe lo que sucede.
Fe2+(ac) + K+
(ac) + (Fe(CN)6)3-
(ac) K(Fe(CN)6)(s)
Reaccin del sulfato ferroso y hexacionoferrato
1. Si tuviera que determinar corrosin del metal en un tanque de agua, Qu indicadorutilizara?, en todo caso una indicacin positiva para el Fe2+seria:
La presencia del hexacionoferrato denota la presencia del hierro en cualquier sustancia
5.2 Experimento 2 : corrosin del hierro
1. Coloque en 3 tubos de ensayo 3mL de: hidrxido de sodio 0,1M, cloruro de sodio 0,1M, ycido sulfrico 0,1M respectivamente, luego introduzca en cada uno de ellos un clavo. Dejereposar por espacio de 5 minutos mientras observa detenidamente lo que ocurre.
Tubos de ensayo con los clavos en solucin
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Luego determine en que tubo de ensayo y conque sustancia hay indicacin positiva de ionesFe2+.
En el tubo de ensayo en el cual est presente el cido sulfrico.
Vierta un poco de la solucin que se encuentra en el tubo de ensayo que contiene el clorurode sodio y agregu 2 gotas de fenolftalena. Anote sus observaciones.
2. Llene el siguiente cuadro:
Acides de los
reactivos
Observaciones
durante la reacci
Ensayo de
Fe2+(ac)
Aspectos del cla
despus de
sumergido
NaCl Bsico
No se observa
cambios
No se aprecia
cambios
Se aprecia ligera
oxidacin
NaOH Neutro
No se observacambios
Se aprecia unburbujeo en el tude ensayo
No se aprecia
oxidacin
H2SO4 Acido
No se observacambios
Capa de burbujassobre la superficiedel clavo
Presenta una
mayor
oxidacin
3. En qu medios (acido, base o neutro)se aprecia la corrosin intensa ?
La corrosin se presenta en mayor presencia en el medio acido
4. En qu medios (acido, base o neutro) no se aprecia corrosin?
En el medio bsico y neutro.
5. Qu color aparece cuando se agrega la fenolftalena ala solucin del tubo de ensayo quecontena el cloruro de sodio? Explique.
Se aprecia la presencia de burbujas y aumento de la temperatura.
6. Cul es el nombre del gas que se desprende del tubo de ensayo que contiene el clavoinmerso en cido? Es inflamable o toxico?
El gas q se desprende es el azufre y es un gas toxico.
7. Con ayuda de una tabla de potenciales estndar de oxidacin, escriba la reaccin decorrosin en medio acido. Indique los estados de agregacin y el potencial de celda.
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5.3 Experimento 3: nodo de sacrificio.
Arme celdas galvnicas: coloque 40mL de cloruro de sodio al 3.5 % y 5 gotas de fenolftalenaen dos vasos de precipitacin. Luego conecte ambos vasos con una tira de papel filtrohumedecido con una solucin saturada de nitrato de amonio (puente salino).
En uno de los vasos se sumergir un clavo de hierro y en el otro una lmina de cobre. Loselectrodos se conectaran aun voltmetro por medio de unos alambres provistos de unaspinzas, de tal manera que el electrodo de hierro esta siempre conectado al terminal negativodel voltmetro. Anote sus observaciones y el voltaje generado.
Repita la experiencia cambiando la lmina de cobre por una de zinc.
CADA UNO DE ESTOS EXPERIMENTOS SE REALIZAR POR SEPARADO,ELIMINANDOSE LA SOLUCIN QUE CONTIENE EL VASO DE PRECIPITACIN
CADA VEZ QUE SE CAMBIE DE ELECTRODO.
vV
metal FePuente salino
V
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Celda de hierro - cobre
Celda de hierro - zinc
8. Llene el siguiente cuadro:
Terminal positiv
(nodo)
Terminal negativ
(Ctodo)
Ecelda
(Voltios)
Formacin de OH-(
(nodo o ctodo)
se produjo un
nodo de sacrifici
Fe Cu 0,35 V nodo No
Fe Zn
-0,44V
Ctodo Si
Fe Al -0,17v Ctodo Si
Fe Mg -0,37v Ctodo Si
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9. Cules son los metales que usara como nodo de sacrificio para el hierro? .Explique.
El zinc, el magnesio y el aluminio
10. Cul es el metal que no funciona como un nodo de sacrificio para el hierro?Por qusucede ello? Si quiere hundir un barco Qu metales elegira como falso nodo?
El cobre por que el hierro tiende a oxidarse ms rpido que el cobre.
11. Cul es la semi reaccin que se produce en la celda que contiene al hierro, cuando seutiliza cobre en otra celda?
12. Cul es la semi reaccin que se produce en la celda que contiene al hierro, cuando se
utiliza cobre en la otra celda?
5.4 Experimento 4: Localizacin de la zonas andicas y catdicas de un metal deformado.
1. prepare la disolucin del Agar-Agar utilizando 4 g de Agar-Agar o gelatina en 100mLdeuna solucin de cloruro de sodio al 3% en un vaso de 150 mL; ponga a hervir ligeramentecon agitacin constante. Deje enfriar un poco la disolucin.
Solucin de cloruro de sodio Aadiendo el Agar - Agar
2. Cuando la disolucin este templada, aada 10 a 12 gotas de una solucin de ferrocianuropotsico
K3(Fe(CN)6)0,5 molar y unas 10 gotas de fenolftalena, siempre con agitacin.
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Agregando 10 gotas de fenolftalena al agar- agar disuelto
3. Prepare dos placas de Petri; en la primera coloque un clavo normal, un clavo doblado y enla ltima un clavo recubierto en parte de papel aluminio o cinta de magnesio (hasta la mitadaproximado).
Clavos (doblado y recto) Grupo 5 Clavo cubierto por aluminio Grupo 5
4. vierta en las placas la solucin preparada anteriormente de manera que los clavos y el
aluminio queden completamente cubiertos por la disolucin. Deje reposar varios minutos yobserve las placas en fondo blanco. Anote los resultados y haga un grfico localizando laszonas coloreadas. Interprete los resultados.
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Clavos cubiertos por la solucin de (Agar Agar y fenolftalena)
(un mejor efecto visual se obtendr si dejamos reposar las placas toda la noche). Nota: esimportante no mover las placas Petri una vez colocados los clavos.
Clavo recto Oxidado color azul Oxidacin del Clavo doblado en el codo formado
Clavo cubierto con aluminio el aluminio protege al clavo para que no se oxide
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Qu sucede en la primera placa con los clavos?
En cul placa se aprecia la presencia de OH-(ac)?Cmo lo dedujo?
El magnesio es un buen nodo de sacrificio para el cobre?
En cul placa se aprecia la presencia de Fe2+(ac)?
El magnesio es un buen nodo de sacrificio para el hierro?
6. GESTIONDE SUBPRODUCTOS
Las soluciones de los tubos de ensayo Hidroxido de sodio 0.1M, Cloruro de sodio
0.1M, y cido sulfrico 0.1 M se pueden gestionar neutralizando las soluciones para
luego desecharlos al fregadero.
La solucion del Sulfato ferroso y el hexacianoferrato de potasio, se pueden gestionar
desechandolos al fregadero.
La fenolftaleina y el Hexianoferrato de potasio se debuelven al profesor para su
reutilizacion.
Los clavos empleados en la experiencia deberan ser gestionados en los tachos
correspondientes.
La solucion de cloruro de sodio se puede desechar al fregadero pues en una solucion
neutra.
Las laminas de cobre, aluminio y cinc se debuelven al profesor para su reutilizacion.
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7. CUESTIONARIO
1. bosqueje las siguientes celdas y escriba en cada caso la ecuacin ajustada de la reaccinespontnea y calcule el potencial, indique la direccin del flujo elctrico, el nodo, el ctodo,
y la polaridad del electrodo.a. Una tira de cobre sumergida en una disolucin 1M en Cu2+y una tira de plata sumergida
en una disolucin de 1M de Ag+.
V
Cu Ag0Puente salino
Cu2 Ag+
Cu Cu2+ E =-0.34
Ag0 Ag+ E = 0.80
ET= 0.54
b. Una tira de aluminio sumergida en una disolucin 1M de Al3+y una tira de cobresumergida en
una disolucin 1M de Cu2+.
V
Al Cu0Puente salino
Al3+ Cu2+
Al0 +3e Al3+ E= 1.66 R. Oxidacin
Cu0 +2e Cu2+ E= -0.34 R. Reduccin
ET= -1.32
2. Durante la electrolisis de una disolucin acuosa de nitrato de plata AgNo3se depositaron0,41g Ag despus de cierto tiempo.
a. Escriba la reaccin de reduccin.
Ag1+ +1e Ag0 R. Reduccin
(NO3)- (NO3)
- R. Oxidacin
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b. Calcule la cantidad de electricidad utilizada.
1mol de Ag 1mol e-
108g de Ag 96500C
0.41g x x= 360.343. De la reaccin entre el magnesio con el cido clorhdrico:
a. escriba la ecuacin de reaccin.
Mg + HCL MgCL2 + H2
b. Indique la sustancia oxidada y sustancia reducida.
Mg Se Oxida
H Se Reduce
c. La semi reaccin de reduccin.
Mg
0
Mg
2+
+2e
d. La semi reaccin de oxidacin.
2H+ +1e H20
e. Agente oxidante y agente reductor.
HAgente oxidante
MgAgente Reductor
f. Moles de electrones necesarios para obtener 2g de hidrogeno.
2 moles de H 2g
X 4g
X= 4g
4. indique el nmero de electrones que gana o pierde si las semi reacciones son de oxidacino reduccin.
a. Sn4+ Sn2+ Pierde 2e-
b. Ni0 Ni3+ Gana 3 e-
C. Ag+ Ag0 Pierde1 e-
d. Cl02 2Cl- Pierde1 e-
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8. OBSERVACIONES
Al adicionar la gota de hexacianoferrato de potasio al sulfato ferroso este cambia de
color.
Se debe tener cuidado al dejar caer el clavo en los tres tubos de ensayo, ya que esto
podra ocasionar que este se quiebre, lo cual conllevara a que el Cloruro de sodio
NaCl, cido sulfrico H2SO4e Hidrxido de sodio NaOH se desparramen.
Para realizar el experimento 3, se debe tener mucho cuidado al energizar el circuito,
ya que hay un riesgo elctrico considerable.
Se tiene que lijar bien la lmina de cobre ya que el xido podra afectar notablemente
el voltaje obtenido.
A su vez se debe lijar tambin los conectores cocodrilo.
Para realizar el experimento nmero 5, antes de prender el mechero Bunsen,
debemos cerciorarnos que no haya fuga de gas y est bien sujetado todo.
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9. CONCLUSIONES
En este laboratorio pudimos apreciar claramente que se puede sacrificar un metal por
otro, dependiendo de su potencial estndar de electrodo.
A su vez si dos metales tienen casi el mismo potencial estndar de electrodo, estos
hacen una muy buena aleacin.
Si tenemos dos metales elegidos o como opcin para ser sacrificados, se puede
proceder a fijarse el precio en el mercado, eligiendo el ms barato.
Para construir una celda galvnica es necesario contar con: dos electrodos, dos vasos
precipitados con una solucin en ellos, un puente salino y dos conductores.
A mayor tiempo de refrigerado mayor concentrado estar la sustancia de corrocin.
A mayor tiempo este el metal en la disolucin mayor ser la corrosin del metal.