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La resistencia a la corrosión de los metales con una velocidad de corrosión de 0,5 mm/año y superior se evalúa por grupos de resistencia, y con una velocidad de corrosión inferior a 0,5 mm/año, por puntos.
Sin embargo, la resistencia a la corrosión de los metales depende significativamente de su tratamiento térmico. La temperatura de tratamiento térmico más aceptable para acero que contiene 17% de cromo (marca XI7) es 760 - 7,0 C.
Una medida de la resistencia a la corrosión de metales y aleaciones es la velocidad de corrosión en un entorno determinado y en condiciones determinadas.
La evaluación de la resistencia a la corrosión de los metales con una velocidad de corrosión de 0,5 mm / año y superior se realiza por grupos de resistencia, y con una velocidad de corrosión inferior a 0,5 mm / año, por puntos.
La evaluación de la resistencia a la corrosión de los metales, tanto en términos de pérdida de peso como de permeabilidad, es aplicable sólo para la corrosión uniforme. En caso de corrosión desigual y local, estos indicadores caracterizan solo la tasa de corrosión promedio, mientras que en algunas áreas la tasa difiere de este valor. Es especialmente difícil evaluar la resistencia a la corrosión de los metales durante la corrosión intergranular. En estos casos se recurre a la determinación de la resistencia mecánica de las muestras antes y después de la corrosión.
El criterio para la resistencia a la corrosión de un metal durante las pruebas atmosféricas suele ser un cambio en la apariencia de las muestras, un cambio en su peso y características mecánicas. Al evaluar la resistencia a la corrosión de un metal o revestimiento por un cambio de apariencia, la comparación se realiza con respecto al estado inicial de la superficie, por lo que se debe registrar cuidadosamente el estado de esta última antes de realizar la prueba. Para ello, las muestras se examinan a simple vista y algunas zonas, con una lupa binocular. Donde Atención especial se convierten en defectos: a) en el metal base (cáscaras, rayones profundos, abolladuras, incrustaciones, su estado, etc. Los resultados de las observaciones se registran o fotografían. Para facilitar las observaciones y registrar con precisión sus resultados, se utiliza una malla de alambre o papel transparente Se aplica tinta a la muestra inspeccionada. Inicialmente, las muestras se observan diariamente para establecer los primeros focos de corrosión. Luego, la inspección se repite después de 1, 2, 3, 6, 9, 12, 24 y 36 meses. preste atención a los siguientes cambios: 1) deslustre del metal o revestimiento y cambio de color; 2) la formación de productos de corrosión del metal o revestimiento, el color de los productos de corrosión, su distribución en la superficie, la fuerza de adhesión al metal; 3) la naturaleza y tamaño de los centros de corrosión del metal base protegido. Para uniformidad en la descripción de las observaciones realizadas, se recomienda utilizar los mismos términos: deslustre, película y óxido. El término deslustre se utiliza cuando la capa de productos es muy delgada, cuando solo hay un ligero cambio en el color de la superficie de la muestra, el término película se utiliza para caracterizar capas más gruesas de productos de corrosión y el término óxido se utiliza para Capas gruesas y fácilmente visibles de productos de corrosión. Se propone describir la naturaleza de las capas de productos de corrosión en términos de: muy lisa, lisa, media, rugosa, muy rugosa, densa y suelta.
La medida de la resistencia a la corrosión del metal fue el valor del volumen máximo de hidrógeno liberado durante 3 días de prueba desde una superficie de 1 dm2 a 20 2 C.
Un aumento en la resistencia a la corrosión de un metal con un aumento en la concentración de un electrolito tan altamente agresivo como el ácido clorhídrico probablemente pueda explicarse por la interacción de quimisorción de los componentes del pr con los elementos de la aleación; aparentemente gran importancia tienen compuestos insaturados en pr.
La evaluación de la resistencia a la corrosión de los metales con una velocidad de corrosión de 0,5 mm / año y superior se realiza según grupos de resistencia, a.
Un aumento en la resistencia a la corrosión de un metal con un aumento en la concentración de un electrolito tan altamente agresivo como el ácido clorhídrico probablemente pueda explicarse por la interacción de quimisorción de los componentes del pr con los elementos de la aleación; Evidentemente, los compuestos insaturados que se encuentran en la TV son de gran importancia.
¿Cuál es la resistencia a la corrosión de los materiales? ¿Cuáles son las formas de mejorar la resistencia a la corrosión?
Destrucción de productos de varios materiales bajo la influencia de factores fisicoquímicos y factores biológicos recibió el nombre de corrosión (de la palabra latina, que significa corroer).
La capacidad de los materiales para resistir el ataque corrosivo. ambiente externo llamada resistencia a la corrosión.
Como resultado de la destrucción por corrosión de máquinas y aparatos, estructuras de construcción y diversos productos metálicos, aproximadamente el 12% del metal fundido se pierde irremediablemente en varias industrias economía nacional. Ampliar la vida útil de productos y equipos permitirá ahorrar millones de toneladas de metal y, al mismo tiempo, reducirá el coste de su producción.
Formas de mejorar la resistencia a la corrosión:
*Uso de metales resistentes a la corrosión. Los más comunes de este grupo son el cromo (13-30%), el cromo-níquel (hasta un 10-12%, el llamado "acero inoxidable"), el cromo-níquel-molibdeno y otros aceros. Estos aceros conservan la resistencia a la corrosión a temperaturas de hasta 300-400 °C. Estos materiales se utilizan en atmósfera húmeda, en agua corriente y de río, nitrógeno y Ácidos orgánicos. La aleación con molibdeno Mo, circonio 2g, berilio Be y manganeso Mn también aumenta la resistencia a la corrosión.
* El uso de materiales pasivantes que forman una película protectora en la superficie. Estos materiales incluyen: titanio y sus aleaciones.
* El bronce y el latón son resistentes a la corrosión por cavitación (destrucción bajo la acción combinada de cargas de choque y efectos electroquímicos).
El uso de materiales no metálicos resistentes a la corrosión:
* Materiales de silicato: compuestos de silicio obtenidos por fusión o sinterización. rocas. Fundiciones de rocas (basalto), cuarzo y vidrio de silicato, materiales cerámicos resistentes a los ácidos, cementos y hormigones.
* Plásticos (polipropileno, pvc, textolita, epoxi).
* Caucho (goma).
Aplicación de recubrimientos metálicos:
* Recubrimientos galvánicos (galvanizado, estañado, cadmio, niquelado, plateado, dorado).
* El revestimiento es un proceso de protección contra la corrosión del metal base o aleación por otro metal que sea resistente a ambientes agresivos.
* El método de laminación conjunta de dos metales ha encontrado la mayor aplicación. Como materiales de revestimiento se utilizan aceros inoxidables, aluminio, níquel, titanio, tantalio, etc.
* Recubrimiento por aspersión. Se utiliza para proteger contra la corrosión de contenedores de grandes dimensiones: puentes ferroviarios, pilotes, tuberías de barcos. Pulverizar zinc, aluminio, plomo, tungsteno.
Aplicación de recubrimientos no metálicos:
Recubrimientos de pinturas (aceite de linaza, barnices, pinturas, esmaltes, imprimaciones, masillas, resinas sintéticas). Las pinturas y barnices se aplican a la superficie de los productos mediante rodillo, pulverización, inmersión, vertido, con brocha, mediante método electrostático.
Ejemplo: Se aplican pinturas antiincrustantes especiales a los cascos de embarcaciones marinas para protegerlos de la contaminación con caparazones de organismos marinos. En un año, la capa de incrustación en mares del sur alcanza 0,5 m, es decir. 100--150 kg/m. Esto aumenta la resistencia al movimiento de la embarcación, que consume hasta un 8% de la potencia del motor, y aumenta el consumo de combustible. Es muy difícil eliminar dicha capa de la superficie. Por ello, la parte submarina del barco se cubre con pintura antiincrustante, que incluye óxido de mercurio, resinas y compuestos de arsénico.
Recubrimientos poliméricos (polietileno, polipropileno, fluoroplastos, poliestireno, resinas epoxi, etc.). La resina se aplica en forma fundida o en suspensión mediante brocha, inmersión o pulverización. Los plásticos fluorados son resistentes al agua de mar y a los ácidos inorgánicos, excepto el óleum y el ácido nítrico, y tienen altas propiedades de aislamiento eléctrico.
Engomado: revestimiento con caucho y ebonita de aparatos químicos, tuberías, tanques, contenedores para transporte y almacenamiento. productos químicos etcétera. Los cauchos blandos se utilizan para dispositivos de engomado sujetos a impactos, fluctuaciones de temperatura o que contienen suspensiones, y para dispositivos que funcionan a temperatura constante y no sometidos a esfuerzos mecánicos, se utilizan cauchos duros (ebonitas).
Recubrimientos con esmaltes de silicato (sustancia vítrea). El esmaltado está sujeto a equipos que operan a temperaturas y presiones elevadas y en ambientes altamente agresivos.
Recubrimientos con grasas y pastas. Los lubricantes anticorrosión se preparan a base de aceites minerales (máquina, vaselina) y sustancias cerosas (parafina, jabón, ácidos grasos).
Uso de protección electroquímica (catódica y anódica). Un ánodo extraño y fuerte (fuente de corriente continua) se une a las estructuras metálicas desde el exterior, lo que provoca la polarización catódica de los electrodos en la superficie del metal protegido, como resultado de lo cual las partes anódicas del metal se convierten en catódicas. Un número significa que no será el metal de la estructura el que será destruido, sino el ánodo adjunto.
Resistencia a la corrosión- la capacidad de los materiales para resistir la corrosión, determinada por la velocidad de corrosión en determinadas condiciones.
Se utilizan características tanto cualitativas como cuantitativas para evaluar la velocidad de corrosión. Cambiar la apariencia de una superficie metálica, cambiar su microestructura son ejemplos. evaluación cualitativa tasas de corrosión.
Para la cuantificación, puede utilizar:
- el número de centros de corrosión formados durante un cierto período de tiempo;
- el tiempo transcurrido antes de la aparición del primer foco de corrosión;
- cambio en la masa de metal por unidad de superficie por unidad de tiempo;
- disminución del espesor del material por unidad de tiempo;
- densidad de corriente correspondiente a la velocidad del proceso de corrosión dado;
- el volumen de gas liberado (o absorbido) durante la corrosión de una unidad de superficie por unidad de tiempo;
- cambio en alguna propiedad durante un cierto tiempo de corrosión (por ejemplo, resistencia eléctrica, reflectividad del material, propiedades mecánicas)
Los diferentes materiales tienen diferente resistencia a la corrosión, para mejorarla se utilizan métodos especiales. Es posible aumentar la resistencia a la corrosión mediante aleaciones (por ejemplo, aceros inoxidables), aplicación de revestimientos protectores (cromado, niquelado, aluminizado, cincado, productos de pintura), pasivación, etc. La resistencia de los materiales a la corrosión, característica de condiciones del mar, se examina en cámaras de niebla salina.
La forma más leve de corrosión es la decoloración y la pérdida de brillo, que en principio apenas se notan desde lejos. Al renovar la superficie, normalmente es posible devolver al acero su atractivo aspecto anterior.
corrosión por viruela
corrosión por viruela(corrosión por picaduras) es un tipo de ataque corrosivo causado por cloruros.
Por lo general, primero aparecen pequeños puntos de color rojo oscuro, y sólo en casos muy difíciles pueden crecer hasta tal punto que la corrosión pasa a una nueva etapa, la corrosión superficial continua. El riesgo de corrosión aumenta si quedan materiales extraños (laca, etc.) en la superficie después de soldar, si entran partículas de otro metal corroído en la superficie, si el color del tinte no se ha eliminado después del tratamiento térmico.
corrosión bajo tensión
corrosión bajo tensión- Se trata de la destrucción del metal debido a la aparición y desarrollo de grietas con la acción simultánea de tensiones de tracción y un ambiente corrosivo. Se caracteriza por la ausencia casi total de deformación plástica del metal.
Este tipo de corrosión aparece en ambientes con un alto contenido en cloruros, por ejemplo, en las piscinas.
corrosión por grietas
corrosión por grietas- ocurre en los cruces debido a requisitos operativos o de diseño.
El grado de ataque de corrosión estará influenciado por la geometría de la junta y el tipo de materiales en contacto. Las más peligrosas son las uniones estrechas con pequeños espacios y la unión de acero con plástico. Si no es posible evitar las juntas, recomendamos utilizar aceros inoxidables aleados con molibdeno.
Corrosión intergranular
Corrosión intergranular- este tipo de corrosión se produce actualmente en los aceros tras su sensibilización en combinación con su uso en ambientes ácidos.
Durante la sensibilización se liberan carburos de cromo, que se acumulan a lo largo de los límites de los granos. En consecuencia, existen zonas con bajo contenido de cromo y más propensas a la corrosión. Esto sucede, por ejemplo, durante la soldadura en la zona afectada por el calor.
Todos los aceros austeníticos son resistentes a la corrosión intergranular. Se pueden soldar (chapa hasta 6 mm, varilla hasta 40 mm) sin riesgo de ICC.
Corrosión bimetálica o galvánica.
Corrosión bimetálica- ocurre durante el funcionamiento de un elemento de corrosión bimetálico, es decir una celda galvánica en la que los electrodos están hechos de diferentes materiales.
Muy a menudo es necesario utilizar materiales no homogéneos, cuyo acoplamiento, en determinadas condiciones, puede provocar corrosión. Cuando se emparejan dos metales, la corrosión bimetálica es de origen galvánico. En este tipo de corrosión sufre el metal menos aleado, que en condiciones normales, al no estar en contacto con un metal más aleado, no está sujeto a corrosión. La consecuencia de la corrosión bimetálica es al menos un cambio de color y, por ejemplo, pérdida de estanqueidad de las tuberías o fallos de los sujetadores. En última instancia, estos problemas pueden provocar una fuerte reducción de la vida útil de la estructura y la necesidad de una reparación prematura. revisión. En el caso de los aceros inoxidables, los metales menos aleados están expuestos a la corrosión bimetálica.
Laboratorio #8
Objeto del trabajo: familiarización con los mecanismos y velocidades de destrucción por corrosión de los metales.
1. Pautas
La destrucción por corrosión de metales es una transición espontánea de un metal a un estado oxidado más estable bajo la acción de ambiente. Dependiendo de la naturaleza del medio ambiente, se distinguen la corrosión química, electroquímica y biocorrosión.
La corrosión electroquímica es el tipo más común de corrosión. La corrosión de estructuras metálicas en condiciones naturales: en el mar, en el suelo, en las aguas subterráneas, bajo películas de condensación o adsorción de humedad (en condiciones atmosféricas) es de naturaleza electroquímica. La corrosión electroquímica es la destrucción de un metal, acompañada de la aparición de una corriente eléctrica como resultado del trabajo de muchos pares macro y microgalvánicos. El mecanismo de corrosión eléctrica se divide en dos procesos independientes:
1) proceso anódico: la transición de un metal a una solución en forma de iones hidratados, dejando una cantidad equivalente de electrones en el metal:
(-)A: Me + mH 2 O → 1+ + ne
2) el proceso catódico es la asimilación del exceso de electrones en el metal por algunos despolarizadores (moléculas o iones de la solución que se pueden reducir en el cátodo). Durante la corrosión en medios neutros, el despolarizador suele ser la corrosión en oxígeno disuelto en el electrolito:
(+)K: O 2 + 4e +2H 2 O →4OH¯
Durante la corrosión en ambientes ácidos: iones de hidrógeno.
(+)K: H H 2 O + e → 1/2H 2 +H 2 O
Los pares macrogalvánicos se producen cuando entran en contacto diferentes metales. En este caso, el metal que tiene un potencial de electrodo más negativo es el ánodo y sufre oxidación (corrosión).
El metal con mayor potencial positivo sirve como cátodo. Actúa como conductor de electrones desde el metal del ánodo hacia las partículas del entorno que son capaces de recibir estos electrones. Según la teoría de los micropares, la causa de la corrosión electroquímica de los metales es la presencia en su superficie de células galvánicas microscópicas en cortocircuito que surgen debido a la heterogeneidad del metal y su contacto con el medio ambiente. A diferencia de las células galvánicas fabricadas especialmente con esta técnica, aparecen espontáneamente en la superficie del metal. O 2 , CO 2 , SO 2 y otros gases del aire se disuelven en una fina capa de humedad que siempre existe sobre la superficie del metal. Esto crea las condiciones para el contacto del metal con el electrolito.
Por otro lado, diferentes partes de la superficie de un metal determinado tienen potenciales diferentes. Las razones de esto son numerosas, por ejemplo, la diferencia de potencial entre partes de la superficie procesadas de manera diferente, diferentes componentes estructurales de la aleación, impurezas y el metal base.
Las áreas de la superficie figurativa con un potencial más negativo se convierten en ánodos y se disuelven (corroen) (Figura 1.1).
Parte de los electrones liberados pasarán del ánodo al cátodo. La polarización de los electrodos, sin embargo, previene la corrosión, ya que los electrones que quedan en el ánodo forman una doble capa eléctrica; con los iones positivos que han pasado a la solución, se detiene la disolución del metal. Por lo tanto, puede ocurrir corrosión eléctrica si los electrones de los sitios anódicos se retiran continuamente en el cátodo y luego se eliminan de los sitios catódicos. El proceso de eliminar electrones de los sitios del cátodo se llama despolarización y las sustancias o iones que causan la despolarización se llaman despolarizadores. Si hay contacto de cualquier metal con una aleación, la aleación adquiere un potencial correspondiente al potencial del metal más negativo de su composición. Cuando el latón (una aleación de cobre y zinc) entra en contacto con el hierro, el latón comenzará a corroerse (debido a la presencia de zinc en él). Cuando el medio cambia, el potencial del electrodo de los metales individuales puede cambiar dramáticamente. El cromo, el níquel, el titanio, el aluminio y otros metales cuyo potencial de electrodo normal es marcadamente negativo, en condiciones atmosféricas normales están fuertemente pasivados, cubiertos con una película de óxido, como resultado de lo cual su potencial se vuelve positivo. en condiciones atmosféricas y agua dulce funcionará la siguiente celda galvánica:
(-) Fe | H2O, O2 | Al2O3 (Al) +
(-)A: 2Fe - 4e = 2Fe 2+
(+)K: O 2 + 4e + 2H 2 O = 4OH¯
Como resultado: 2Fe 2 + 4OH¯ = 2Fe (OH) 2
4Fe(OH)2 + O 2 + 2H2O = 2Fe(OH)3
Sin embargo, en un ambiente ácido, alcalino o neutro que contiene iones de cloro (por ejemplo, en el agua de mar), que destruyen la película de óxido, el aluminio, en contacto con el hierro, se convierte en un ánodo y sufre un proceso de corrosión. La siguiente celda galvánica funcionará en solución de NaCl y agua de mar:
|
(-)A: Al - 3e = Al 3+
(+)K: O 2 +4e + 2H 2 O = 4OH¯
4Al 3 + 12OH¯ = 4Al (OH) 3
Muy a menudo, la corrosión electroquímica se produce como resultado de una aireación diferente, es decir, un acceso desigual del oxígeno del aire a secciones individuales de la superficie del metal. En la Fig.1.2. Se representa un caso de corrosión del hierro y una gota de buey. Cerca de los bordes de la gota, donde es más fácil que penetre el oxígeno, aparecen regiones catódicas, y en el centro, donde el espesor de la capa protectora de agua es mayor y es más difícil que el oxígeno penetre en la región anódica.
La aparición de celdas galvánicas corrosivas está influenciada por la diferencia en la concentración del electrolito disuelto, la diferencia de temperatura e iluminación y otras condiciones físicas.
Protección contra la corrosión
Las causas que provocan la destrucción por corrosión de los metales son numerosas. Existen varios métodos de protección contra la corrosión:
procesamiento del entorno externo;
recubrimientos protectores;
protección electroquímica;
producción de aleaciones especialmente resistentes a la corrosión.
El tratamiento del ambiente externo consiste en eliminar o reducir la actividad de algunas de las sustancias corrosivas presentes en él. Por ejemplo, la eliminación del oxígeno disuelto en yodo (desaireación), a veces se añaden a la solución sustancias especiales retardadoras de la corrosión, que se denominan retardadores o INHIBIDORES (urotropina, tiourea, anilina y otras).
Las piezas que están protegidas en condiciones atmosféricas se colocan junto con inhibidores en un recipiente o envueltas en papel, la capa interior, que se impregna con un inhibidor, y la capa exterior, con parafina. El inhibidor, al evaporarse, se adsorbe en la superficie de la pieza, provocando la inhibición de los procesos del electrodo.
El papel de los revestimientos protectores se reduce a aislar el metal de los efectos del entorno protector. Esto se logra aplicando barnices, pinturas y revestimientos metálicos a la superficie del metal.
Los recubrimientos metálicos se dividen en anódicos y catódicos. En el caso del recubrimiento ANODO, el potencial del electrodo del metal recubierto es más negativo que el potencial del metal protegido. En el caso de un recubrimiento CÁTODO, el potencial del electrodo del metal de recubrimiento es más positivo que el del metal base.
Mientras la capa protectora aísle completamente el metal base del medio ambiente, no existe una diferencia fundamental entre los recubrimientos del ánodo y del cátodo. Cuando se viola la integridad del recubrimiento, surgen nuevas condiciones. Un recubrimiento catódico, por ejemplo de estaño sobre hierro, no sólo deja de proteger el metal base, sino que también potencia la corrosión del hierro por su presencia (en la celda galvánica resultante, el hierro es el ánodo).
Con la protección electroquímica, la reducción o el cese completo de la corrosión se logra creando un alto potencial electronegativo en el producto metálico protegido. Para ello, el producto a proteger se conecta a un metal que tiene un potencial de electrodo más negativo, capaz de ceder electrones más fácilmente (protección protectora) o al polo negativo de una fuente de corriente externa (protección eléctrica catódica).
Por el contrario, un revestimiento anódico, por ejemplo zinc sobre hierro, si se viola la integridad de la capa de revestimiento, se destruirá, protegiendo así el metal base de la corrosión (el zinc es el ánodo en la celda galvánica resultante).
Producción de aleaciones especiales resistentes a la corrosión, aceros inoxidables, etc. se reduce a la introducción en ellos de aditivos de varios metales.
Estos aditivos afectan la microestructura de la aleación y contribuyen a la aparición en ella de células microgalvánicas en las que la FEM total se acerca a cero debido a la compensación mutua. Semejante suplementos útiles, especialmente en el caso del acero, son el cromo, el níquel y otros metales.
1. Hacer el trabajo
Ejercicio 1
Realización de reacciones químicas de alta calidad que permitan detectar iones metálicos que han pasado a solución durante el proceso de corrosión anódica.
Instrumentos y reactivos: soluciones de ZnSO 4 , FeSO 4 y K 3 , un juego de tubos de ensayo.
Progreso del trabajo: Vierta 1-2 ml de solución salina en tubos de ensayo:
a) ZnSO 4 y unas gotas de K 3 ;
b) FeSO y unas gotas de K 3 .
Tenga en cuenta la precipitación. Escribe las reacciones correspondientes en forma molecular e iónica.
Tarea 2
Estudio del mecanismo de corrosión de metales en contacto directo en ambiente neutro.
El experimento se lleva a cabo en la configuración que se muestra en la Fig. 1.7
Vierta de 5 a 10 ml de una solución acuosa de NaCl en un tubo en forma de U. En él se bajan placas de metal, interconectadas con abrazaderas.
Las placas de metal deben limpiarse cuidadosamente con lija y el lugar de contacto entre la placa y la abrazadera debe retirarse de la solución. Al realizar el experimento, es necesario observar el cambio de color de la solución en el cátodo y el ánodo.
Escribir:
1) procesos de corrosión anódica y catódica
2) las reacciones correspondientes mediante las cuales se encontró el ion metálico en solución
3) un diagrama de una celda galvánica.
1. Se bajan las placas de Zn y Fe.
En la solución donde se encuentra el electrodo de zinc, agregue unas gotas de K 3, donde se encuentra el electrodo de hierro, unas gotas de fenolftaleína.
2. Se bajan las placas de Fe y Cu,
En la solución donde se encuentra el electrodo de hierro, agregue unas gotas de K 3, donde se encuentra el electrodo de cobre, unas gotas de fenolftaleína.
Compare el comportamiento del hierro en ambos casos, saque las conclusiones adecuadas.
Tarea 3
El estudio del mecanismo de corrosión de los metales en su contacto directo en ambiente ácido.
El experimento se lleva a cabo en la instalación que se muestra en la Figura 1.8.
Vierta una solución de HCl al 10% en una taza de porcelana. Sumerja dos metales Al y Cu en la solución y observe el comportamiento de los metales. ¿Qué metal produce burbujas de hidrógeno? Escribe respuestas apropiadas. Ponga en contacto dos metales entre sí. ¿Sobre qué metal se forman burbujas de hidrógeno cuando los metales entran en contacto? Dibuje un diagrama de una celda galvánica y los procesos de los electrodos en sus electrodos. Escribe la ecuación de reacción general.
3. Ejemplos de resolución de problemas
Ejemplo 1
Considere el proceso de corrosión en contacto de hierro con plomo en una solución de HCl.
En una solución electrolítica (HCl), este sistema es una celda galvánica, en cuyo circuito interno el Fe es el ánodo (E°=0,1260). Los átomos de hierro, al pasar dos electrones al plomo, se disuelven en forma de iones. Los electrones del plomo restauran los iones de hidrógeno que están en solución, tk.
HCl = H + + Cl¯
Proceso del ánodo Fe 0 - 2e \u003d Fe 2+
Proceso catódico 2H++ 2e = 2H 0
Ejemplo 2
Proceso de corrosión al contacto de Fe con Ph en solución de NaCl. Dado que la solución de NaCl tiene una reacción neutra (sal formada por una base fuerte y un ácido fuerte), entonces
Proceso del ánodo Fe - 2e \u003d Fe 2+,
Proceso catódico O 2 + 4e + 2H 2 O = 4OH¯
El cloruro de sodio (NaCl) no participa en los procesos de corrosión, se muestra en el diagrama solo como una sustancia capaz de aumentar la conductividad eléctrica de la solución electrolítica.
Ejemplo 3
¿Por qué el hierro químicamente puro es más resistente a la corrosión que el hierro comercial? Redactar las ecuaciones electrónicas de los procesos anódicos y catódicos que se producen durante la corrosión del hierro técnico.
Solución
El proceso de corrosión del hierro técnico se acelera debido a la formación en él de elementos micro y submicrogalvánicos. En los pares microgalvánicos, el metal base suele servir como ánodo; hierro. Los cátodos son inclusiones en el metal, por ejemplo, granos de grafito, cemento. En los sitios de los ánodos, los iones metálicos se disuelven (oxidación).
R: Fe - 2e = Fe 2+
En las zonas catódicas, los electrones que han pasado aquí desde las zonas anódicas están unidos por oxígeno del aire disuelto en agua o por iones de hidrógeno. En ambientes neutros, se produce la despolarización del oxígeno:
K: O 2 + 4e + 2H 2 O \u003d 4OH¯
En ambientes ácidos (alta concentración de iones H -), despolarización del hidrógeno.
K: 2H + + 2e = 2H 0
Ejemplo 4
¿Nombre, catódico o anódico es el zinc y un recubrimiento sobre un producto de hierro? ¿Qué procesos tendrán lugar si se viola la integridad del recubrimiento y el producto se encuentra en aire húmedo?
Solución
El potencial del electrodo del zinc tiene un valor algebraico menor que el potencial del electrodo del hierro, por lo que el recubrimiento es anódico. En caso de violación de la integridad de la capa de zinc, se forma un par galvánico corrosivo, en el que el zinc es el ánodo y el hierro es el cátodo. El proceso anódico consiste en la oxidación del zinc:
Zn 2+ + 2OH \u003d Zn (OH) 2
El proceso catódico tiene lugar sobre el hierro. En el aire húmedo, la despolarización del oxígeno se produce predominantemente.
K(Fe): O 2 + 4e + 2H 2 O = 4OH¯
Ejemplo 5
Las placas de cadmio y níquel, al sumergirse en ácido sulfúrico diluido, se disuelven en él con liberación de hidrógeno. ¿Qué cambiará si ambos se sumergen simultáneamente en un recipiente con ácido, conectando los extremos con un cable?
Solución
Si se conectan los extremos de las placas de cadmio y níquel con un alambre, se forma el cadmio, una celda galvánica de níquel en la que el cadmio, como metal más activo, es el ánodo. El cadmio se oxidará:
A: cd - 2e \u003d cd 2+,
El exceso de electrones irá a la placa de níquel, donde tendrá lugar el proceso de reducción de iones de hidrógeno:
K(Ni): 2H + 2e =2H0.
Así, sólo el cadmio se disuelve, el níquel sólo se convertirá en conductor de electrones y no se disolverá por sí solo. El hidrógeno se liberará únicamente en la placa de níquel.
Ejemplo 6
¿Cómo afecta el pH del medio ambiente a la tasa de corrosión del aluminio?
Solución
Reducir el pH del medio ambiente, es decir. un aumento en la concentración de iones H aumenta drásticamente la tasa de corrosión del níquel: dado que un ambiente ácido previene la formación de películas protectoras de hidróxido de níquel, en un ambiente ácido se produce una oxidación activa del níquel
R: Ni - 2e = Ni 2+
Reducir la concentración de iones H, es decir. un aumento en la concentración de OH promueve la formación de una capa de hidróxido de níquel:
Ni 2+ - 2OH¯ \u003d NI (OH) 2
El hidróxido de aluminio tiene propiedades anfóteras, es decir. soluble en ácidos y álcalis:
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
Al (OH) 3 + NaOH \u003d Na AlO 2 + 2H 2 O
Más precisamente, esta reacción se produce de la siguiente manera:
Al(OH)3 + NaOH = Na
Por lo tanto, la tasa de corrosión más baja del níquel se produce en un ambiente alcalino, del aluminio, en un ambiente neutro.
4. Tareas
1. Una placa de hierro sumergida en ácido clorhídrico, libera hidrógeno muy lentamente, pero si lo tocas con un alambre de zinc, inmediatamente se cubre de burbujas de hidrógeno. Explica este fenómeno. ¿Qué metal se disuelve en este caso?
2. Hay piezas de níquel en el producto de hierro. ¿Cómo afectará esto a la corrosión del hierro? Escribir los procesos anódicos y catódicos correspondientes si el producto se encuentra en atmósfera húmeda.
3. ¿En qué medio es mayor la tasa de destrucción del hierro? ¿Qué ambiente favorece la oxidación anódica del zinc? Escribe respuestas apropiadas.
4. ¿Cómo se produce la corrosión atmosférica del hierro estañado y del cobre estañado cuando se viola la integridad del recubrimiento? Componer las ecuaciones electrónicas de los procesos anódicos y catódicos.
5. El cobre no desplaza el hidrógeno de los ácidos diluidos. ¿Por qué? Sin embargo, si una placa de zinc entra en contacto con una placa de cobre, comienza una rápida evolución de hidrógeno sobre el cobre. Explique esto escribiendo las ecuaciones electrónicas para los procesos catódicos y anódicos.
6. Se sumergieron una placa de zinc y una placa de zinc parcialmente cubierta con cobre en una solución electrolítica que contenía oxígeno disuelto. ¿En qué caso el proceso de corrosión del zinc se produce con mayor intensidad? Componer las ecuaciones electrónicas de los procesos catódicos y anódicos.
7. ¿Qué puede pasar si un producto en el que el hierro técnico está en contacto con el cobre se deja al aire con mucha humedad? Escribe las ecuaciones de los procesos correspondientes.
8. Aluminio remachado con hierro. ¿Qué metal se corroerá? ¿Qué procesos se llevarán a cabo si el producto entra en agua de mar?
9. ¿Por qué, cuando los productos de hierro entran en contacto con el aluminio, los productos de hierro sufren una corrosión más intensa, aunque el aluminio tiene un potencial de electrodo estándar más negativo?
10. Se omiten las placas de hierro:
a) agua destilada
b) agua de mar
¿En qué caso el proceso de corrosión es más intenso? Motiva tu respuesta.
11. Elaborar las ecuaciones de los procesos que ocurren durante la corrosión del aluminio sumergido en una solución:
a) ácidos
b) álcalis
12. ¿Por qué el zinc industrial interactúa con el ácido más intensamente que el zinc químicamente puro?
13. Se sumerge una placa en la solución de electrolito:
b) cobre, parcialmente cubierto de estaño
¿En qué caso el proceso de corrosión es más intenso?
Motivar la respuesta
14. ¿Por qué, cuando los productos de hierro están niquelados, se recubren primero con cobre y luego con níquel?
Redacte las ecuaciones electrónicas para las reacciones que ocurren en los procesos de corrosión cuando se daña el recubrimiento de níquel.
15. Un producto de hierro fue recubierto con cadmio. ¿Qué tipo de recubrimiento es: ánodo o cátodo?
Motiva tu respuesta. ¿Qué metal se corroerá si se daña la capa protectora? Componer las ecuaciones electrónicas de los procesos correspondientes (medio neutro).
16. ¿Cuál de los metales:
b) cobalto
c) magnesio
Puede ser un protector para una aleación a base de hierro. Componer las ecuaciones electrónicas de los procesos correspondientes (medio ácido).
17. ¿Qué procesos ocurrirán en las placas de zinc y hierro si cada una se sumerge por separado en una solución? vitriolo azul? ¿Qué procesos tendrán lugar si los extremos exteriores de la solución de las placas se conectan con un conductor? Escribir ecuaciones electrónicas.
18. Placa de aluminio bajada
a) agua destilada
b) en una solución de cloruro de sodio
¿En qué caso el proceso de corrosión es más intenso? Elaborar ecuaciones para los procesos de corrosión anódica y catódica del aluminio técnico en un ambiente neutro.
19. Si se clava un clavo en un árbol húmedo, la parte que está dentro del árbol se cubre de óxido. ¿Cómo se puede explicar esto? ¿Es esto parte del ánodo o cátodo del clavo?
20. En Últimamente otros metales se recubrieron con cobalto para protegerlos contra la corrosión. ¿El acero recubierto de cobalto es anódico o catódico? ¿Qué procesos tienen lugar en el aire húmedo cuando se viola la integridad del recubrimiento?
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Fecha de creación de la página: 2016-04-11
Mesa. Resistencia a la corrosión de metales y aleaciones en condiciones normales.
Mesa. Resistencia a la corrosión de metales y aleaciones en condiciones normales.
Esta tabla de resistencia a la corrosión tiene como objetivo recopilar Idea general sobre cómo reaccionan diferentes metales y aleaciones en determinados entornos. Las recomendaciones no son absolutas, ya que la concentración del medio, su temperatura, presión y otros parámetros pueden afectar la aplicabilidad de un metal y aleación en particular. La elección del metal o la aleación también puede verse influenciada por consideraciones económicas.
CÓDIGOS: A - Generalmente no corrosivo, B - Corrosión mínima o insignificante, C - No adecuado
№ | Miércoles | Aluminio | Latón | hierro fundido y de carbono acero |
Acero inoxidable | Aleación | Titanio | Circonio | |||||||||
416 y 440C | 17-4 | 304, respectivamente. 08X18H10 | 316, respectivamente. 03Х17Н142 | dúplex | 254 SMO | 20 | 400 | C276 | B2 | 6 | |||||||
1 | acetaldehído | A | A | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
2 | Acetato, sin aire. | C | C | C | C | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
3 | Acetato, saturado con aire. | C | C | C | C | B | B | A | A | A | A | C | A | A | A | A | A |
4 | Acetona | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
5 | Acetileno | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
6 | alcoholes | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
7 | sulfato de aluminio | C | C | C | C | B | A | A | A | A | A | B | A | A | A | A | A |
8 | Amoníaco | A | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
9 | cloruro amónico | C | C | C | C | C | C | B | A | A | A | B | A | A | B | A | A |
10 | El amoníaco es cáustico. | A | C | A | A | A | A | A | A | A | A | C | A | A | A | A | B |
11 | Nitrato de amonio | B | C | B | B | A | A | A | A | A | A | C | A | A | A | C | A |
12 | fosfato de amonio | B | B | C | B | B | A | A | A | A | A | B | A | A | A | A | A |
13 | Sulfato de amonio | C | C | C | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
14 | sulfito de amonio | C | C | C | C | A | A | A | A | A | A | C | A | A | A | A | A |
15 | Anilina | C | C | C | C | A | A | A | A | A | A | B | A | A | A | A | A |
16 | asfalto, betún | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
17 | Cerveza | A | A | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
18 | Benceno | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
19 | Ácido benzoico | A | A | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
20 | Ácido bórico | C | B | C | C | A | A | A | A | A | A | B | A | A | A | A | A |
21 | bromo seco | C | C | C | C | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | C | C |
22 | bromo mojado | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | A | A | A | C | C | C |
23 | Butano | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
24 | Cloruro de calcio | C | C | B | C | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
25 | hipoclorito de calcio | C | C | C | C | C | C | C | A | A | A | C | A | B | B | A | A |
26 | Dióxido de carbono seco | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
27 | Dióxido de carbono húmedo | A | B | C | C | A | A | A | A | A | A | B | A | A | A | A | A |
28 | disulfuro de carbono | C | C | A | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
29 | Ácido carbónico | A | B | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
30 | tetracloruro de carbono | A | A | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
31 | cloro seco | C | C | A | C | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | C | A |
32 | cloro mojado | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | B | B | B | C | A | A |
33 | Ácido cromico | C | C | C | C | C | C | C | B | A | C | C | A | B | C | A | A |
34 | ácido de limón | B | C | C | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
35 | ácido de coque | C | B | A | A | A | A | A | A | A | A | B | A | A | A | A | A |
36 | sulfato de cobre | C | C | C | C | C | C | B | A | A | A | C | A | A | C | A | A |
37 | aceite de algodón | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
38 | Creosota | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
39 | Dautherm | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
40 | etano | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
41 | Éter | A | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
42 | cloruro de etilo | C | B | C | C | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
43 | Etileno | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
44 | etilenglicol | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
45 | Cloruro férrico | C | C | C | C | C | C | C | C | B | C | C | A | C | C | A | A |
46 | flúor seco | B | B | A | C | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | C | C |
47 | flúor húmedo | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | B | B | B | C | C | C |
48 | Formaldehído | A | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
49 | Ácido fórmico | B | C | C | C | C | C | B | A | A | A | C | A | B | B | C | A |
50 | freón mojado | C | C | B | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
51 | freón seco | A | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
52 | Furfural | A | A | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
53 | Establo de gasolina | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
54 | Glucosa | A | A | A | A | A | A | A | C | A | A | A | A | A | A | A | A |
55 | Ácido clorhídrico saturado con aire. | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | B | A | C | CON | A |
56 | Ácido clorhídrico, sin aire. | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | B | A | C | CON | A |
57 | Ácido fluorhídrico, saturado con aire. | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | B | B | B | C | CON | C |
58 | Ácido fluorhídrico, sin aire. | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | A | B | B | C | CON | C |
59 | Hidrógeno | A | A | A | C | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | CON | A |
60 | Peróxido de hidrógeno | A | C | C | C | B | A | A | A | A | A | C | A | C | A | A | A |
61 | sulfuro de hidrógeno | C | C | C | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
62 | Yodo | C | C | C | C | C | A | A | A | A | A | C | A | A | A | CON | B |
63 | hidróxido de magnesio | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
64 | Mercurio | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | B | A | A | A | CON | A |
65 | metanol | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
66 | Metiletilglicol | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
67 | Leche | A | A | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
68 | Gas natural | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
69 | Ácido nítrico | C | C | C | C | A | A | A | A | A | A | C | B | C | CON | A | A |
70 | Ácido oleico | C | C | C | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
71 | Ácido oxálico | C | C | C | C | B | B | B | A | A | A | B | A | A | B | CON | A |
72 | Oxígeno | C | A | C | C | B | B | B | B | B | B | A | B | B | B | CON | C |
73 | Aceite mineral | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | |
74 | Ácido fosfórico, saturado con aire. | C | C | C | C | B | A | A | A | A | A | C | A | A | A | CON | A |
75 | Ácido fosfórico, sin aire. | C | C | C | C | B | B | B | A | A | A | B | A | A | B | CON | A |
76 | Ácido pícrico | C | C | C | C | B | B | A | A | A | A | C | A | A | A | A | A |
77 | Carbonato de potasio / carbonato de potasio | C | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
78 | cloruro de potasio | C | C | B | C | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
79 | Hidróxido de potasio | C | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
80 | Propano | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
81 | colofonia, resina | A | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
82 | Nitrato de plata | C | C | C | C | B | A | A | A | A | A | C | A | A | A | A | A |
83 | acetato de sodio | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
84 | carbonato de sodio | C | C | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
85 | Cloruro de sodio | CON | A | C | C | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
86 | cromato de sodio decahidrato | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
87 | Hidróxido de sodio | CON | CON | A | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
88 | Hipoclorito de sodio | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | A | B | C | A | A |
89 | Tiosulfato de sodio | C | C | C | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
90 | Cloruro de estaño | C | C | C | C | C | C | B | A | A | A | C | A | A | B | A | A |
91 | vapor de agua | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
92 | Ácido esteárico (octadecanoico) | C | B | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | B | A | A |
93 | Azufre | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
94 | Dióxido de azufre seco | C | C | C | C | C | C | B | A | A | A | C | A | A | B | A | A |
95 | Trióxido de azufre seco | C | C | C | C | C | C | B | A | A | A | B | A | A | B | A | A |
96 | Ácido sulfúrico saturado con aire. | C | C | C | C | C | C | C | A | A | A | C | A | C | B | CON | A |
97 | Ácido sulfúrico, sin aire. | C | C | C | C | C | C | C | A | A | A | B | A | A | B | CON | A |
98 | ácido sulfúrico | C | C | C | C | C | B | B | A | A | A | C | A | A | B | A | A |
99 | Alquitrán | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
100 | Tricloroetileno | B | B | B | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
101 | Trementina | A | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
102 | Vinagre | B | B | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
103 | Agua químicamente purificada | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | C | A | A |
104 | Agua destilada | A | A | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
105 | Agua de mar - en tierra La RF es poco conocida, pero ambiente extremadamente hostil aplicabilidad - "relativa" |
CON | A | C | C | C | C | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
106 | Whisky, vodka, vino | A | A | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
107 | cloruro de zinc | C | C | C | C | C | C | C | B | B | B | A | A | A | B | A | A |
108 | sulfato de cinc | CON | CON | CON | CON | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
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