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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Marco Rosero Espn, Corrosin-2014
CORROSIN
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PRINCIPIOS ELECTROQUMICOS
Marco Rosero Espn UCE-2014
InUn in es un tomo o molcula con carga. Un in puede ser un anin
(cargado negativamente) o bien u catin (cargado positivamente).
Caractersticas de Iones
Anin CatinIn negativo In positivo
Carga neta negativa Carga neta positivo
Formado por adicin de electrones
Formado por prdida de electrones
Atrado al nodo Atrado al ctodo
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Electrolito
Un electrolito es un lquido que contiene iones. Un electrolito
puede conducir electricidad mediante el flujo de iones. Los aniones
fluyen hacia el nodo y los cationes fluyen hacia el ctodo. Un
electrolito contiene igual cantidad de cargas dependiendo de los
iones que contiene. Un electrolito puede ser altamente conductivo
debido a su alto contenido de iones (agua de mar) o solo
medianamente conductivo debido a su bajo contenido de iones (agua
pura). Ejm:In Sulfato (SO4=) In cloro (Cl- ), In hidroxilo (OH-),In
ferroso (Fe++ ), In frrico (Fe+++), In hidrgeno (H+).
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Oxidacin y Reduccin
Oxidacin ReduccinPrdida de electrones Gana electrones
Aumento de carga positiva Aumento de carag negativa
Ocurre en el nodo Ocurre en el ctodo
Los electrones permanecen en el metal
El metal es la fuente de electrones
Ejemplos:
Oxidacin ReduccinFe -------> Fe++ + 2e- 2H+ + 2e-
--------> H2Fe -------> Fe+++ + 3e- 2H2O+O2+4e-
----------> 4(OH-)Fe++ ------> Fe+++ + e- O2+ 4H+ + 4e-
---->2H2O
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Circuito Completo
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nodo ctodo
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Elementos de una celda de corrosin
La corriente elctrica tambin fluye a travs del electrolito para
balancear el flujo de electrones en el metal. En este caso, los
conductores de la corriente elctrica son los iones en el
electrolito.
Los aniones (iones cargados negativamente) fluyen hacia el nodo
y los cationes (iones cargados positivamente) fluyen hacia el
ctodo. La reaccin completa de corrosin requiere de todos estos
componentes para estar presente y activa.
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nodo
El nodo es el sitio de prdida de metal y donde los electrones
son producidos.
Ctodo
El ctodo es el sitio donde los electrones producidos en el nodo
son consumidos.
Ruta metlica
La ruta metlica conduce los electrones de los sitios andicos a
los sitios catdicos.
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Electrolito
El electrolito provee los reactantes para la reaccin catdica y
permite el flujo de iones. Un punto muy importante es que si
cualquiera de esos procesos puede ser disminuido o detenido, la
reaccin de corrosin es reducida o eliminada.
Potencial
El flujo de electrones depende de la diferencia de energa
existente entre el nodo y el ctodo. Esta energa puede ser medida
como una diferencia de potencial entre el nodo y el ctodo, siempre
que un voltmetro puede ser colocado entre el nodo y el ctodo en el
circuito elctrico. Esta diferencia de energa (potencial) es
normalmente del orden de unos pocos voltios o menor.
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Celda de corrosin
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Electrodos de referencia
Existe muchos electrodos de referencia y segn su uso y
particularidad son usados; sin embargo, tomaremos como referencia
el elctrodo de hidrgeno como patrn elegido arbitrariamente,
asignando un valor de cero y de uso en el laboratorio debido a su
reproducibilidad.
Los electrodos de referencia de calomel, palta y cobre son
usados frecuentemente bajo condiciones de laboratorio o de campo.
Para hacer un electrodo de referencia con un potencial
reproducible, un metal es inmerso en un electrolito de una
composicin qumica reproducible, en particular, con un contenido
especfico de iones.
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Electrodo de Referencia de Calomel
Este electrodo de referencia es usado principalmente bajo
condiciones de laboratorio. Esta compuesto de mercurio como metal y
una solucin de cloruro de potasio como electrolito con cloruro de
mercurio (calomel) como compuesto intermedio. El potencial del
electrodo de calomel depende de la concentracin del cloruro de
potasio empleado; las concentraciones comnmente empleadas son
saturado, 1 normal y 0.1 normal
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Electrodo de Referencia Plata-Cloruro de Plata
Este electrodo de referencia es usado bajo condiciones de
laboratorio y de campo. El metal es la plata; la plata es
recubierta con cloruro de plata. En el tipo hmedo del electrodo de
plata, una solucin de cloruro de potasio es usada como electrolito
y el potencial del electrodo de referencia depende de la
concentracin del cloruro de plata. Una solucin 1 normal o bien
saturada es comnmente empleada. El electrolito en el electrodo de
referencia y el electrolito en el cual es inmerso el electrodo a
ser medido son puestos en contacto mediante un disco de vidrio
poroso o un tubo capilar.
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Electrodo de Referencia de Cobre-Sulfato de Cobre
El electrodo de referencia de cobre-sulfato de cobre es
ampliamente usado en medicin de potenciales en suelos y en agua
fresca. Consiste de una varilla o alambre de cobre inmerso en una
solucin saturada de sulfato de cobre. El contacto entre el
electrolito de sulfato de cobre y el electrolito externo es por
medio de un tapn poroso, normalmente hecho de un material cermico o
madera. El electrodo de cobre-sulfato de cobre es particularmente
fuerte y barato.
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Electrodo cobre-sulfato de cobre
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Potenciales de electrodos de referencia, H2Electrodos de
referencia Potencial, (volt)
Hidrgeno 0.000
Calomel (saturado) +0.2415
Calomel (normal) +0.2800
Calomel (0.1 Normal) +0.3333
Plata-Cloruro de Plata (saturado) +0.2250
Plata-Cloruro de Plata (normal) +0.2222
Plata-Cloruro de Plata (tipo secoen agua de mar)
+0.2500
Cobre-Sulfato de Cobre +0.3160
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Serie GalvnicasLa serie galvnica puede ser diferente para
diferentes medio ambientes. La ms serie galvnica ms comnmente vista
es para metales en agua de mar.
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La Ecuacin de Nernst
La ecuacin de Nernst es una ecuacin electroqumica que relaciona
los potenciales de metales puros en soluciones con concentraciones
variables de iones. La ecuacin de Nernst es dada por:
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