“Determinación de la velocidad de corrosión por Práctica Laboratorio No 1.

Práctica Laboratorio No 1. “Determinación de la velocidad de corrosión por
medidas electroquímicas”
INTRODUCCION
En correspondencia con el trabajo independiente orientado para la preparación
de la práctica de laboratorio, corresponde la comprobación de los conocimientos
adquiridos, que resultan fundamental para el buen desenvolvimiento de la
práctica de laboratorio.
Como se ha precisado con anterioridad, para desarrollar las prácticas de
laboratorio de forma independiente, como se exige en esta forma de enseñanza,
los estudiantes tienen que tener dominio de los contenidos fundamentales, de lo
contrario no pueden realizar la práctica de laboratorio.
Comenzaremos por tanto realizando preguntas de comprobación sobre los
aspectos fundamentales que deben dominar.
Preguntas de comprobación.
PC1. ¿Cuáles son los dos tipos de corrosión más frecuentes?
Como se conoce, son la corrosión ácida y la corrosión por oxígeno. La corrosión
ácida es la más intensa, es decir la que produce mayores pérdidas por corrosión
en la unidad de tiempo.
La corrosión por oxígeno es la más difundida, es decir, el oxígeno está presente
en la mayoría de los procesos corrosivos, en la naturaleza en su conjunto.
PC2. ¿ Qué tipo de polarización controla por lo general en el proceso de
corrosión ácida?
En el proceso de reducción de los iones hidrógeno (ión hidroneo), el paso más
lento es la transferencia de los electrones, es decir la polarización por
transferencia.
PC3. ¿ Qué método experimental se emplea para la obtención de la corriente de
corrosión, cuando controla la transferencia?
Se emplean las rectas de Tafel.
PARA USO DEL DOCENTE:
Precisamente las ecuaciones que representan las rectas de Tafel en función de
la polarización son las siguientes:
Para el proceso anódico:
Pa = ba log (ianódica / icorr.)
Para el proceso catódico:
Pc = -bc log (icatódica / icorr.)
Donde: Pa = Ei – Ecorr.
Pc = Ei – Ecorr.
De las ecuaciones anteriores se obtienen las ecuaciones de las rectas de Tafel
en un gráfico log i vs E, de la forma siguiente:
Curva anódica: Ei – Ecorr. = ba log ianódica – ba log icorr.
log ianódica = log icorr. + [(Ei – Ecorr)/ba]
Para la curva catódica:
log icatódica = - log icorr. + [( Ecorr - Ei)/bc]
PC4. ¿Qué métodos electroquímicos, experimentales de laboratorio se emplean
para obtener las curvas de polarización (valores de densidad de corriente y
potencial)?

Método potenciostático.

Método galvanostático.

Método tradicional (galvanostático y potenciostático).
PARA USO DEL DOCENTE
En realidad el método tradicional es una simplificación de los anteriores y está
incluido en los mismos. En la actualidad hay que hablar además de métodos
potenciodinámicos y métodos galvanodinámicos, que utilizan equipos más
complejos y costosos.
PC5. ¿De los métodos antes señalados cuál utilizaríamos en el laboratorio?
Se emplearía el método tradicional galvanostático, que se caracteriza por
imponer magnitudes de densidad de corriente y medir magnitudes de potencial.
Para facilitar el trabajo, las mediciones se realizarán en función de variaciones
de potencial que se logran imponiendo magnitudes de densidad de corriente.
PC6. ¿Qué ventajas y desventajas tienen los métodos electroquímicos
experimentales en la determinación de la velocidad de corrosión?
Ventajas:

Se obtienen resultados de la evaluación de la velocidad de corrosión de
forma rápida y simple.

Nos proporciona información adicional sobre el comportamiento del
sistema corrosivo, mecanismos que controlan, etc.
Desventajas:

No es posible reproducir en toda su magnitud el sistema corrosivo objeto
de estudio.

Introduce mayor número de errores experimentales y por restricciones
que se establecen para los métodos.
PC7. ¿En la aplicación del método galvanostático qué curva se construye
primero? ¿Por qué?
Se construye primero la curva catódica, es decir, se coloca al metal objeto de
evaluación como cátodo de la celda de corrosión.
Se procede de esta forma, ya que durante este proceso sobre el metal ocurre la
reducción del agente oxidante, por lo cual el metal se encuentra aprotegido y no
sufre afectaciones por corrosión que alterarían el área expuesta y por tanto los
resultados de la medición.
PC8. ¿Qué ocurre cuando se construye la curva anódica y como se debe
proceder?
En este proceso tiene lugar la oxidación del metal, razón por la cual las
mediciones se tienen que realizar en el menor tiempo posible, ya que se alteran
con resultados por el incremento del área expuesta a la corrosión.
Medidas de Protección e Higiene.
En toda actividad práctica, se deben observar las medidas de protección e
higiene vinculadas con el trabajo en el laboratorio, aspectos que se abordan
seguidamente.

Al laboratorio se debe asistir con el vestuario adecuado, específicamente
con batas de laboratorio, que se han asignado con este objetivo.

Tienen que observar las medidas de seguridad y protección establecidas
para cada área de trabajo.

Se tienen que cumplir las medidas de orden y limpieza establecidas, lo que
incluye mantener el mismo orden de los materiales, equipos y utensilios de
laboratorio que se observa al inicio de la práctica, todos los equipos deben
quedar desconectados de los interruptores, toda la cristalería limpia y en
orden, así como el resto de los componentes.

En la práctica que se desarrollará, se emplean soluciones ácidas que
pueden deteriorar la ropa, causar daños en cortaduras y afectar los hojos y
piel, por lo tanto tienen que observar las medidas de protección para su
manipulación.

No se admite más de un estudiante en las operaciones de fregado, pesada
en balanza analítica y digital, trabajo en la campana de extracción, etc.

En la manipulación de la cristalería y los materiales peligrosos, hay que
evitar las operaciones inseguras para evitar accidentes.

No se pueden manipular gases nocivos en ausencia de una campana de
extracción y menos aún en un local cerrado.
Medidas de protección del medio.

Neutralizar todos los productos ácidos que se empleen en los ensayos,
antes de ser expulsados por el drenaje, para ello se coloca un recipiente con
Cal, donde deben verterse los residuos ácidos.

Todas las reacciones que producen gases nocivos o corrosivos, tienen que
realizarse en campanas de extracción y cuando no existe esta posibilidad y
en casos muy necesarios, realizar el proceso al aire libre.

Los residuos sólidos no pueden eliminarse por el desagüe, ya que producen
tupiciones y dificultan el trabajo en la laguna de oxidación.

Las grasas y aceites no se pueden eliminar por el desagüe, ya que afectan
grandemente los procesos de tratamiento de los residuales líquidos.

Las soluciones de fosfatado decapante tienen que ser neutralizadas de igual
forma con Cal para su eliminación.
¡EL DESCONOCIMIENTO DE LAS MEDIDAS DE PROTECCION E HIGIENE
Y DE PROTECCION DEL MEDIO A OBSERVAR NO DISMINUYE LA
RESPONSABILIDAD PERSONAL ANTE CUALQUIER ACCIDENTE O
ROTURA DE EQUIPOS, SITUACIONES EN QUE SE TOMAN MEDIDAS
EDUCATIVAS CON LOS ESTUDIANTES !!!!!!
Objetivo de la práctica de laboratorio.
“Evaluar experimentalmente la velocidad de corrosión del acero de bajo
contenido de carbono en medio ácido, mediante las rectas de Tafel y el método
de Resistencia a la Polarización, comparando ambos resultados”
DESARROLLO
Como pueden observar en la pizarra, aparece el esquema de la instalación
galvanostática que por primera vez ustedes van a utilizar para obtener los
valores de densidad de corriente y potencial.
Para garantizar la independencia en el trabajo y que todos los estudiantes
realicen todas las operaciones, se irán rotando en las actividades a realizar, que
son por orden las siguientes:
1. Preparación del electrodo metálico de trabajo.
2. Preparación de la celda electroquímica.
3. Montaje del circuito que aparece en la pizarra para el método
galvanostático.
Para efectuar las mediciones se designan tres puestos de trabajo por práctica
que son los siguientes:

Un estudiante opera la fuente de corriente, que consiste en aplicar valores
de corriente en orden creciente para ir alcanzando las magnitudes de
potencial que se requieren. Para ello hay que comenzar con la curva
catódica, ir aumentando la corriente e ir cambiando de escala.

Otro estudiante observa las variaciones de potencial, las cuales se adicionan
negativamente (curva catódica) o sustraen del potencial de corrosión (curva
anódica) y que tienen por orden las variaciones siguientes: 5 mV, 10 mv, 20
mv 40 mV, hasta obtener 10 valores de potencial, por encima o por debajo
de los ± 60 mV .

Otro estudiante toma nota de los valores, transforma los valores de escala y
completa las magnitudes de i vs E para la curva catódica.

Para la curva anódica se rotan en sus actividades, además de ir observando
los fenómenos que se presentan y respondiendo las preguntas que se le
realizan.
Durante el desarrollo se realizan diferentes preguntas de control sobre lo
observado en la práctica de laboratorio.
PC1. ¿Qué gases de desprenden sobre el metal y sobre el platino durante el
proceso de obtención de la curva catófica?
Sobre el metal, cuando actúa como cátodo, tiene lugar la reducción del agente
oxidante, en este caso los iones H+ y por tanto se desprende H2 (g).
Sobre el platino, que en este caso actúa como ánodo tiene lugar la oxidación del
agua y por tanto el desprendimiento de oxígeno.
PC2. ¿Afecta el desprendimiento de hidrógeno sobre el metal el área expuesta
al proceso de corrosión?
Sí afecta por ello se utiliza agitación y además se coloca al electrodo en posición
inclinada.
PC3 ¿Por qué hay que aproximar el electrodo de calomel al metal?
Porque de lo contrario tiene lugar una caída de potencial y se introducen errores
en las determinaciones.
PC4 ¿Durante el proceso de obtención de la curva catódica tiene lugar la
oxidación del metal?
No tiene lugar ya que el metal se encuentra en esta situación protegido, por ello
precisamente se construye primero la curva catódica.
PC5 ¿Cuáles son las reacciones que tienen lugar en el proceso anádico y
catódico?
PC6 ¿Qué curva resulta más confiable para obtener a partir de ella la corriente
de corrosión?
La curva catódica, ya que durante su construcción no se altera el electrodo.
PC7 ¿Resulta confiable la curva catófica si durante su construcción se observa
tendencia al control de la transferencia?
No, ya que este método es específico para cuando controla la difusión y por
tanto esto introduce errores en las determinaciones.
Método de las rectas de Tafel: Una vez obtenidos los resultados de las curvas
catódica y anódica, proceden a seleccionar las escalas y colocar los valores en
el papel semilogarítmico. Cada curva debe ser recta a partir de variaciones de
60 mV, alrededor del potencial de corrosión. Su extrapolación al potencial de
corrosión, nos da la magnitud de la corrientes de corrosión.
Método de Resistencia a la Polarización: Se construye un gráfico de i vs E en el
rango de ± 10 mV y se obtiene Rp que es la pendiente Δ E / Δ i de esta recta
alrededor del potencial de corrosión. Las pendientes de Tafel anódicas y
catódicas, se obtienen de las rectas correspondientes.
Se procede a realizar los cálculos correspondientes con las siguientes
expresiones.
Se exige a los estudiantes que a partir de los resultados preliminares, elaboren
algunas conclusiones.
Los resultados de la práctica tienen una elaboración mediante el empleo de la
computación, lo cual forma parte del trabajo a desarrollar de forma
independiente. Tienen que confeccionar las tablas de valores en Excel y obtener
los gráficos correspondientes.
CONCLUSIONES
En las conclusiones, se informan los resultados del trabajo independiente de
cada uno de los estudiantes, precisando su preparación previa, el dominio de los
contenidos en base a la respuestas a las preguntas realizadas durante el
desarrollo, la adquisición de habilidades que se demuestra en la manipulación
de los equipos y componentes de la práctica, la observancia de las reglas de
protección e higiene y de protección del medio ambiente y con todo ello se
elabora una nota del desarrollo de la práctica, la cual conjugada con el informe
que se entrega posteriormente, dan como resultado la nota final.
Se dan las indicaciones finales para el completamiento de la práctica de
laboratorio.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
1. Introducción a la corrosión y protección de metales. Jorge A. Domínguez... et
al. Edición ENPES. MES. La Habana, 1987. 484 p.
2. Teory of corrosion and protection of metals. M. D. Tomashov,. Edición
Revolucionaria, La Habana, 1965.
3. Corrosion and Corrosion Control. H. H. Uhlig.. Edición Revolucionaria. La
Habana, 1962.
4. Chemical Engineers Handbook. J. Perry. Ed. Mc. Graw Hill. 6ta Edición. 3
Tomos.
5. Teoría y práctica de la lucha contra la corrosión. José Antonio González
Hernández y Col. Editado por el Consejo Superior de Investigaciones
Científicas, Madrid, España 1984. 684 p. I.S.B.N. 84-00-05670-1