Principios Electroquimicos de La Corrosi

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

Marco Rosero Espn, Corrosin-2014

CORROSIN

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

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). Ejemplo: In Sulfato (SO4=) In cloro (Cl- ), In hidroxilo (OH-),In ferroso (Fe++ ), In frrico (Fe+++), In hidrgeno (H+).


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


Circuito Completo


nodo ctodo

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.


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.


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.

Marco Rosero Espn UCE-2014Marco Rosero Espn UCE-2014

Celda de corrosin


Electrodos de referencia

Existe muchos electrodos de referencia y segn su uso y particularidad son usados; sin embargo, tomaremos como referencia el electrodo 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, plata 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.


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


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.


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.


Electrodo cobre-sulfato de cobre


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


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.


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. En la ecuacin de Nernst, es la FEM observada de la celda y E es la FEM estndar de la celda. La ecuacin de Nernst es dada por:

E > 0 (+) Proceso espontneo

E< 0 (-) Proceso no espontneo

E=0 0 Equilibrio ( Q=Eq)

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