PROBLEMAS EN LA INDUSTRIA POR EL USO DE AGUA

INTEGRANTES:OEdgar Adan BelloChristian Alejandro Gonzlez Mndez TE

PROBLEMAS EN LA INDUSTRIA POR EL USO DE AGUA

OXIDACINProblemas en la industria por el uso de aguaLa oxidacin es una reaccin qumica donde un metal o un no metal cede electrones, y por tanto aumenta su estado de oxidacin. La reaccin qumica opuesta a la oxidacin se conoce como reduccin, es decir cuando una especie qumica acepta electrones. Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por la accin de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta.Por lo que en la industria todo ducto (tuberas) o contenedor (pila de almacenamiento, tanques) de agua es de metal llega a suceder esta reaccin qumica, y el agua puede ser factor importante en este proceso ya que el agua (H2O) contiene molculas de Oxigeno y este servir como reductor.Oxidacin de Hierro metlico a Fe(II)Lo que sucede en esta etapa es que se da un proceso anlogo al de unapila galvnica. La superficie o interior de la tubera de hierro funciona como nodo(recuerda que en elnodotiene lugar laoxidacin) y el Fe metlico pasa a Fe(II), segn lasemirreaccin:Fe > Fe2++ 2eUna regin contigua de la superficie del metal funciona comoctodo(recuerda que en elctodo siempre tiene lugar lareduccin), y en l se produce lareduccin del oxgeno atmosfrico o del oxigeno que sede el agua, segn lasemirreaccin:1/2 O2 (g)+ 2H+(ac)+ 2e > H2O(l)Lareaccin globales:Fe(s) + 1/2 O2 (g)+2H+(ac)>Fe2+(ac)+ H2O(l)

El oxido se deposita en forma de polvo ocre sobre la superficie del hierro metlico, formando unacapa porosaque no est fuertemente adherida a la superficie metlica (recuerda cmo te manchas los dedos al tocar un hierro oxidado). Por este motivo, el xido formado no detiene elproceso de oxidacin del hierro, queprosiguehasta capas ms profundas. Es natural que suceda esto: el hierro es un metal refinado, es decir, ha sufrido un proceso para obtenerlo como tal.

CORROSINProblemas en la industria por el uso de aguaLacorrosinse define como el deterioro de un material a consecuencia de unataque electroqumicopor su entornoEs un problema industrial importante, pues puede causar accidentes (ruptura de una pieza) y, adems, representa un costo importante, ya que se calcula que cada pocos segundos se disuelven cinco toneladas de acero en el mundo, procedentes de unos cuantosnanmetrosopicmetros.Agua y disoluciones acuosasEfecto del pHOxigeno y otros gases disueltosDurezaEfecto de la temperaturaEfecto del pHLa corrosin en medios cidos es incomparablemente ms rpida que en medios neutros o alcalinos.Para pH7 para el acero. Comienza a ser peligroso a pHs cidos por formacin de productos cidos por hidrlisis.El cloro ataca, sin embargo al cobre, presumiblemente por reaccin con el Cu2O.Amoniaco: Resulta de adiciones de NH4OH como un neutralizador de cidos, de la descomposicin de materia orgnica o de la degradacin trmica de inhibidores o acondicionadores.Poco efecto sobre hierro o acero.Fuerte efecto sobre el cobre (formacin de complejos)Dixido de carbono: est presente por disolucin desde el aire y por ser producto de muchos procesos qumicos.Disminuye el pH.Forma incrustaciones sobre la superficie.En disolucin da lugar a H2CO3, que es moderadamente corrosivo.DurezaLas aguas duras (alto contenido en Ca2+ y Mg2+) son menos corrosivas porque son capaces de formas capas protectoras de carbonato sobre la superficie. El dixido de carbono disuelto forma cido carbnico, que reduce el pH del agua por disociacin en protones e iones bicarbonato.Un aumento del pH provoca un incremento en la concentracin de bicarbonato.Las incrustaciones de CaCO3 crean una barrera a la difusin del oxgeno hasta la superficie del acero, lo que disminuye la velocidad de la reaccin catdica. La tendencia a la formacin de esta capa protectora viene dada por el llamado ndice de saturacin (IS)Efecto de la Temperatura La velocidad de corrosin del acero vara con la temperatura de manera diferente segn el sistema est cerrado o abierto.Si el sistema est abierto, a partir de 80 C, se produce un descenso de la velocidad de corrosin por disminucin de la solubilidad del oxgeno en agua. Sin embargo, para un sistema cerrado, la velocidad de corrosin aumenta con la temperatura, como sera de esperar para la mayora de las reacciones qumicas.Si el vapor se condensa en contacto con el aire se producen clulas de aireacin diferencial muy agresivas (T>50 C). La corrosin toma la forma de un picado profundo.El fondo de los poros contiene magnetita (Fe3O4) que tiene un color negro mientras que en los alrededores se tiene Fe2O3 de color pardo rojizo.

INCRUSTACIONESProblemas en la industria por el uso de aguaSe manifiesta en la tubera en forma de costra calcreas constituidas por cristales de carbonatos silicos y magnsicos acompaados a veces de otras sustancias extraas.Este fenmeno marcado por la dureza del agua, produce obstrucciones en las tuberas, sobre todo en vlvulas, provocando una disminucin de caudal y mayor perdida de carga, lo cual da lugar a sobrepresiones.

CONCENTRACIN DE SALESProblemas en la industria por el uso de aguaCloruro SdicoEl efecto de la concentracin de cloruro puede acelerar la velocidad de corrosin. Hasta un 3% en peso, se produce un incremento de la velocidad de corrosin debido a un aumento de la conductividad. Para concentraciones mayores del 3% en peso, la velocidad de corrosin disminuye por un descenso en la solubilidad del oxgeno. 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 3,5% de NaCl para simular el agua del mar, pero frecuentemente son ms agresivas, debido a que el agua del mar contiene Ca2+ y Mg2+, cuyas sales forman incrustaciones sobre las superficies metlicas en medios bsicos.En realidad el agua del mar es un sistema complejo cuya corrosividad viene determinada por la concentracin y acceso de oxgeno a la estructura metlica, la salinidad, la concentracin de otros iones minoritarios, la actividad biolgica y los contaminantes.Otras Sales disueltasHay algunas sales (AlCl3, NiSO4, MnCl2, FeCl2) que se hidrolizan al disolverse en agua formando productos cidosLa corrosin de la mayora de los metales aumenta de acuerdo con el cido producido. Otras sales generan adems pares rdox (Fe3++e -> Fe2+) que aumentan el poder oxidante de las disoluciones: FeCl3, CuCl2, HgCl2,...Las sales de amonio (NH4Cl) tambin son cidas, pero las velocidades de corrosin son mucho mayores de las esperadas para metales como el cobre. El amonio forma complejos con el Cu2+, con lo que disminuye la actividad de los productos de corrosin, incrementndose la velocidad de oxidacinOtras Sales disueltasLos nitratos en medio cido actan como oxidantes (formacin de cido ntrico). Por esta razn, el nitrato amnico, presente en muchos fertilizantes, es ms corrosivo que el cloruro o el sulfato amnicos.Las sales que se hidrolizan para dar disoluciones alcalinas pueden considerarse inhibidores de la corrosin en el caso de acero: Na3PO4, Na2B2O7; Na2SiO3; Na2CO3; adems de producir disoluciones diluidas de NaOH, algunas forman productos insolubles ferrosos o frricos, que suponen una barrera para la corrosin: fostafos, silicatos,...Medidas protectorasProteccin Andica InhibidoresPasivadoresInhibidores de Fase VaporInhibidores OrgnicosInhibidores PicklingInhibidores Slushing