OXIDACIÓN Y CORROSIÓN

OXIDACIÓNCuando un material se combina con el oxígeno, transformándose

en óxidos más o menos complejos, se dice que experimenta una reacción de oxidación.

Material + oxígeno óxido del metal ± energía

Signo (+) = indica que la reacción es exotérmica favorece la formación de óxido

Signo (-) = indica que la reacción es endotérmica dificil oxidación

Velocidad de oxidación (I):

La velocidad es un factor decisivo de la vida útil de los equipos industriales, debido a que las propiedades mecánicas de los materiales empeoran considerablemente tras sufrir oxidación.

La velocidad de oxidación no es constante sino que depende entre otros factores de:

La temperatura Presión del oxígeno en la atmósfera oxidante.

Temperatura oxidación más rápida

Presión oxidación más rápida

Velocidad de oxidación (II):

Ejemplo: metal divalente (nº de oxidación 2)

Su oxidación se realizará de acuerdo con la siguiente reacción:

M + ½ O2 MO

Esta reacción global se puede descomponer en dos parciales:- Reacción de oxidación (pérdida de electrones)

M M2+ +2e-

- Reacción de reducción (ganancia de electrones)

½ O2 +2e- O2-

Aspectos de la oxidación:

El óxido aparece en la superficie y se pueden presentar varios casos:

Que la capa de óxido sea porosa y permita que la oxidación siga avanzando (como le ocurre al magnesio o al hierro)

Que la capa de óxido sea adherente e impermeable y proteja al metal (como ocurre con el aluminio o el cromo). METAL

ÓXIDO

ATMÓSFERA OXIDANTE

CORROSIÓN

Es un caso especial de oxidación en el que al encontrarse en un ambiente húmedo y conductor de la electricidad, la capa de óxido no se deposita sobre el material protegiéndolo del avance de la oxidación, sino que este se disuelve (corroe).

Proceso de corrosiónEl proceso de

corrosión normalmente se debe, en la mayoría de los casos, a reacciones de tipo electrolítico. Está basado en la formación de celdas electroquímicas, en las que aparece un ánodo (lugar donde se ceden electrones - se produce la oxidación) un cátodo (aquel que recibe los electrones - se produce una reducción) y un electrolito o medio conductor a través del cual se mueven los iones.

Factores que aumentan la velocidad de la corrosión:

m=masa de material corroído

I=Intensidad que se genera.

t=Tiempo que dura la corriente.

M=Masa molecular del metal.

n=Valencia del ión metálico.

f=Constante de Faraday (96.500Culombios/mol)

fn

MtIm

Tipos de corrosión:

Dependiendo de la calidad del metal y de los factores que intervienen :

General o Uniforme: Es aquella corrosión que se produce con el adelgazamiento uniforme producto de la pérdida regular del metal superficial.

Corrosión electroquímica o corrosión en líquidos. En este caso, el metal es atacado por un agente corrosivo en presencia de un electrolito. (Un electrólito o electrolito es cualquier sustancia, normalmente líquida, que contiene iones libres, que se comportan como un medio conductor eléctrico. Normalmente un electrolito es una disolución, en la que el disolvente suele ser agua y el soluto otra sustancia). El ejemplo más conocido es el agua del mar (el cloruro sódico es un agente corrosivo), que actúa como electrolito.

Tipos de corrosión:

Por erosión: Cuando el movimiento de un agente corrosivo sobre una superficie de metal acelera sus efectos destructivos debido al desgaste mecánico.

Corrosión por Picadura: Las picaduras son una de las formas más destructivas de corrosión pues es una causa potencial de falla en equipos debido a la perforación y/o la penetración.

Protección contra la corrosión:Protección por recubrimiento:

Es decir, crear una capa o barrera que aísle el metal del entorno.

Dentro de este tipo de protección podemos hallar:

• Recubrimientos no metálicos: siendo los más comunes...

• Pinturas y barnices: Es económico y exige que la superficie esté limpia de óxidos y grasas.

• Plásticos: Son muy resistentes a la oxidación y son flexibles, pero apenas resisten el calor. El más empleado es el PVC.

• Esmaltes y cerámicos: Tiene la ventaja de resistir las altas temperaturas y el desgastes.

Protección contra la corrosión:

Recubrimientos metálicos:• Inmersión : Se recubre el metal a proteger en un baño de metal fundido. El metal al solidificar forma una fina capa protectora. Los metales más empleados son...

a) Estaño (la técnica se llama estañado): latas de conserva b) Aluminio: (la técnica se llama aluminización): Es económico y con calidad. c) Plomo: (la técnica se llama plombeado): Para recubrir cables y tuberías. d) Cinc: (la técnica se llama galvanizado): Para vigas, vallas, tornillos,... y otros objetos de acero.• Electrodeposición : En este caso se hace pasar corriente eléctrica entre dos metales diferentes que están inmersos en un líquido conductor que hace de electrolito.

Protección contra la corrosión:Protección por capa química:

Se provoca la reacción de las piezas con un agente químico que forme compuestos en su superficie que darán lugar a una capa protectora.

Por ejemplo:

Cromatizado: Se aplica una solución de ácido crómico sobre el metal a proteger. Se forma una capa de óxido de cromo que impide su corrosión.

Fosfatación: Se aplica una solución de ácido fosfórico y fosfatos sobre el metal. Se forma una capa de fosfatos metálicos que la protegen del entorno.

Protección contra la corrosión:

Protección catódica:

Se fuerza al metal a comportarse como un cátodo, suministrándole electrones. Se emplea otro metal que estará en contacto con el metal que se desea proteger, llamado “ánodo de sacrificio”, el cual se corroe y acaba destruyéndose aportando electrones al metal.

Protección contra la corrosión:Inhibidores: Se trata de añadir productos químicos al electrolito para disminuir la velocidad de la corrosión. Ejemplo: Sales de cromo. Se echan a los radiadores de los coches.