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a. Experimento Nº2: “Medición de la velocidad de corrosión por el Método electroquímico”

1. Descripción visual:

2. Cálculos y resultados:

Método de Resistencia de Polarización Lineal

SIN INHIBIDOR CON INHIBIDOR

Pot.(V)

η(E - Ecor)

Voltaje(V)

Corriente

(A)

Densidad

corriente (A/m2)

Pot.(V)

η(E - Ecor)

Voltaje(V)

Corriente

(A)

Densidadcorriente

(A/m2)

-0.485 0.012 0.049 0.0049 27.436 -0.510 -0.008 -0.0009 -0.00009 -0.504-0.497 0.000 0.000 0.0000 0.000 -0.502 0.000 0.0000 0.00000 0.000

-0.505 -0.008 -0.021 -0.0021 -11.758 -0.490 0.012 0.0010 0.00010 0.560

Resistencia del sistema: 10 Ω Área de la probeta: 1.786 cm2

Graficamos los datos sombreados de las tablas anteriores, ajustamos a una recta y la pendiente resultante se relaciona con la velocidad de

corrosión a través de la expresión:

Donde: Rp = pendiente de la recta de ajuste;B = factor constante para cada caso

(c/inhibidor = 52mV; s/inhibidor = 26mV)

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Sin Inhibidor Con Inhibidor

Rp 0.0005 V.m2/A Rp 0.0189 V.m2/AB (s/inh) 52 mV B (s/inh) 26 mV

i cor 104.00 A/m2 i cor 1.38 A/m2

Acero 2 eq / mol Acero 2 eq / molM 55.847 g/mol M 55.847 g/mol

Densidad

7.86 g/cm3Densida

d7.86 g/cm3

V cor5.39E-

04mol/m2.s

V cor7.13E-

06mol/m2.s

mpy4753.6

4  Mpy 62.88  

Como se puede observar el valor de mpy para la muestra con inhibidor es mucho menor que la muestra sin inhibidor. La presencia del inhibidor disminuye la velocidad de corrosión en un 98.67% aproximadamente.

Método de los Interceptos

Acero - Solución HCl (0.1M) Sin Inhibidor

Potencial(V)

ηE - Ecor

Voltaje(V)

Intensidad

(A)

i (A/m2) |i| log |i|

-0.700 -0.203 -0.082 -0.0082 -45.91 45.91 1.6619-0.690 -0.193 -0.074 -0.0074 -41.43 41.43 1.6174-0.680 -0.183 -0.067 -0.0067 -37.51 37.51 1.5742-0.670 -0.173 -0.061 -0.0061 -34.15 34.15 1.5334-0.660 -0.163 -0.054 -0.0054 -30.24 30.24 1.4805-0.650 -0.153 -0.048 -0.0048 -26.88 26.88 1.4294-0.640 -0.143 -0.043 -0.0043 -24.08 24.08 1.3816-0.630 -0.133 -0.038 -0.0038 -21.28 21.28 1.3279-0.620 -0.123 -0.033 -0.0033 -18.48 18.48 1.2666-0.610 -0.113 -0.029 -0.0029 -16.24 16.24 1.2105-0.600 -0.103 -0.025 -0.0025 -14.00 14.00 1.1461

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-0.590 -0.093 -0.022 -0.0022 -12.32 12.32 1.0905-0.580 -0.083 -0.019 -0.0019 -10.64 10.64 1.0269-0.570 -0.073 -0.016 -0.0016 -8.96 8.96 0.9522-0.560 -0.063 -0.014 -0.0014 -7.84 7.84 0.8942-0.550 -0.053 -0.012 -0.0012 -6.72 6.72 0.8273-0.540 -0.043 -0.010 -0.0010 -5.60 5.60 0.7481-0.530 -0.033 -0.007 -0.0007 -3.92 3.92 0.5932-0.520 -0.023 -0.005 -0.0005 -2.80 2.80 0.4471-0.510 -0.013 -0.002 -0.0002 -1.12 1.12 0.0491-0.500 -0.003 -0.001 -0.0001 -0.56 0.56 -0.2519-0.490 0.007 0.007 0.0007 3.92 3.92 0.5932-0.480 0.017 0.012 0.0012 6.72 6.72 0.8273-0.470 0.027 0.019 0.0019 10.64 10.64 1.0269-0.460 0.037 0.026 0.0026 14.56 14.56 1.1631-0.450 0.047 0.033 0.0033 18.48 18.48 1.2666-0.440 0.057 0.041 0.0041 22.96 22.96 1.3609-0.430 0.067 0.049 0.0049 27.44 27.44 1.4383-0.420 0.077 0.058 0.0058 32.47 32.47 1.5115-0.410 0.087 0.067 0.0067 37.51 37.51 1.5742-0.400 0.097 0.077 0.0077 43.11 43.11 1.6346-0.390 0.107 0.088 0.0088 49.27 49.27 1.6926-0.380 0.117 0.100 0.0100 55.99 55.99 1.7481-0.370 0.127 0.114 0.0114 63.83 63.83 1.8050-0.360 0.137 0.128 0.0128 71.67 71.67 1.8553-0.350 0.147 0.144 0.0144 80.63 80.63 1.9065-0.340 0.157 0.158 0.0158 88.47 88.47 1.9468-0.330 0.167 0.176 0.0176 98.54 98.54 1.9936-0.320 0.177 0.190 0.0190 106.38 106.38 2.0269-0.310 0.187 0.207 0.0207 115.90 115.90 2.0641-0.300 0.197 0.223 0.0223 124.86 124.86 2.0964

Acero - Solución HCl (0.1M) Con Inhibidor (0.8 g)

Potencial(V)

nE - Ecor

Voltaje (V)Intensidadcelda(A)

i (A/area) |i| log |i|

-0.700 -0.202 -0.0329 -0.0033 -18.42 18.42 1.2653-0.690 -0.192 -0.0287 -0.0029 -16.07 16.07 1.2060-0.680 -0.182 -0.0250 -0.0025 -14.00 14.00 1.1461-0.670 -0.172 -0.0220 -0.0022 -12.32 12.32 1.0905-0.660 -0.162 -0.0190 -0.0019 -10.64 10.64 1.0269-0.650 -0.152 -0.0164 -0.0016 -9.18 9.18 0.9630-0.640 -0.142 -0.0143 -0.0014 -8.01 8.01 0.9035-0.630 -0.132 -0.0123 -0.0012 -6.89 6.89 0.8380-0.620 -0.122 -0.0107 -0.0011 -5.99 5.99 0.7775

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-0.610 -0.112 -0.0091 -0.0009 -5.10 5.10 0.7072-0.600 -0.102 -0.0080 -0.0008 -4.48 4.48 0.6512-0.590 -0.092 -0.0068 -0.0007 -3.81 3.81 0.5806-0.580 -0.082 -0.0058 -0.0006 -3.25 3.25 0.5115-0.570 -0.072 -0.0050 -0.0005 -2.80 2.80 0.4471-0.560 -0.062 -0.0042 -0.0004 -2.35 2.35 0.3714-0.550 -0.052 -0.0036 -0.0004 -2.02 2.02 0.3044-0.540 -0.042 -0.0030 -0.0003 -1.68 1.68 0.2252-0.530 -0.032 -0.0025 -0.0003 -1.40 1.40 0.1461-0.520 -0.022 -0.0020 -0.0002 -1.12 1.12 0.0491-0.510 -0.012 -0.0012 -0.0001 -0.67 0.67 -0.1727-0.500 -0.002 -0.0002 0.0000 -0.11 0.11 -0.9509-0.490 0.008 0.0013 0.0001 0.73 0.73 -0.1379-0.480 0.018 0.0035 0.0004 1.96 1.96 0.2922-0.470 0.028 0.0063 0.0006 3.53 3.53 0.5475-0.460 0.038 0.0098 0.0010 5.49 5.49 0.7393-0.450 0.048 0.0140 0.0014 7.84 7.84 0.8942-0.440 0.058 0.0189 0.0019 10.58 10.58 1.0246-0.430 0.068 0.0250 0.0025 14.00 14.00 1.1461-0.420 0.078 0.0313 0.0031 17.53 17.53 1.2437-0.410 0.088 0.0394 0.0039 22.06 22.06 1.3436-0.400 0.098 0.0487 0.0049 27.27 27.27 1.4356-0.390 0.108 0.0587 0.0059 32.87 32.87 1.5168-0.380 0.118 0.0706 0.0071 39.53 39.53 1.5969-0.370 0.128 0.0843 0.0084 47.20 47.20 1.6739-0.360 0.138 0.0995 0.0100 55.71 55.71 1.7459-0.350 0.148 0.1154 0.0115 64.61 64.61 1.8103-0.340 0.158 0.1312 0.0131 73.46 73.46 1.8661-0.330 0.168 0.1476 0.0148 82.64 82.64 1.9172-0.320 0.178 0.1632 0.0163 91.38 91.38 1.9608-0.310 0.188 0.1798 0.0180 100.67 100.67 2.0029-0.300 0.198 0.1938 0.0194 108.51 108.51 2.0355

Graficando las columnas sombreadas, donde el eje de ordenadas es: n (E – Ecor) y el eje de abscisas es: log |i|, trazamos tangentes a las curvas catódicas y anódicas, y el intercepto de estas con el eje de abscisas nos da el valor del icor. En caso de interceptarse en el eje de abscisas, se tomará el promedio de ambos valores como el valor del icor.

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Para el sistema Sin Inhibidor

RECTAS DE TAFEL

ANODOCURVA ROJA

cuando n=0ia 12.74 A/m2

CATODOCURVA AZUL

Cuando n=0

ic 4.01 A/m2

i corr 8.38 A/m2F = 96500 C/eqM = 55.847 g/mol

Densidad =

7.86 g/cm3

valencia 2 eq/mol

Vcor 4.34E-05mol/m2.s

mpy 382.99

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RECTAS DE TAFEL

ANODOCURVA ROJA

cuando n=0ia 5.92 A/m2

CATODOCURVA AZUL

Cuando n=0

ic 0.98 A/m2

i corr 3.45 A/m2F = 96500 C/eqM = 55.847 g/mol

Densidad =

7.86 g/cm3

valencia 2 eq/mol

Vcor 1.79E-05mol/m2.s

mpy 157.87

3. Explicación teórica:

El principio del método se basa en el hecho de que las curvas de polarización son prácticamente rectas en la región cercana al valor del Ecor y su pendiente está relacionada con la velocidad de corrosión.

Partiendo de la expresión que se corresponde con las rectas de Tafel:

se obtiene una expresión de la siguiente forma:

Cuando en ambas rectas se reemplazan el valor de la polarización (n) igual a cero (0), el valor de la densidad de corriente resulta ser igual tanto para la curva anódica como

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para la curva catódica y es el valor de la densidad de corriente de corrosión (icor)

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II. Glosario

PASIVACIÓN: Producción de una fuerte polarización anódica, al hacer que se forme un recubrimiento protector sobre la superficie del ánodo a fin de interrumpir el circuito eléctrico.

HERRUMBRE: Óxido del hierro que se forma sobre los objetos. (herrumbre)

DESMINERALIZACIÓN: Cualquier proceso usado para eliminar los minerales del agua, sin embargo, normalmente el término se restringe a procesos de intercambio iónico.

AGUA DESIONIZADA: El agua desionizada es aquella a la cual se le han quitado los cationes, como los de sodio, calcio, hierro, cobre y otros, y aniones como el carbonato, fluoruro, cloruro, etc. mediante un proceso de intercambio iónico. Esto significa que al agua se le han quitado todos los iones excepto el H+, o más rigurosamente H3O+ y el OH-, pero puede contener pequeñas cantidades de impurezas no iónicas como compuestos orgánicos.Es parecida al agua destilada en el sentido de su utilidad para experimentos científicos, por ejemplo en el área de la química analítica donde se necesitan aguas puras libres de iones interferentes.El agua desionizada tiene valores típicos de resistividad de 18,2 MΩ·cm-1, o su inversa, la conductividad, de 0,055 μS·cm-1.El agua desionizada puede cambiar su pH con facilidad al ser almacenada, debido a que absorbe el CO2 atmosférico. Éste, al disolverse, forma ácido carbónico, de ahí el aumento de la acidez, que puede ser eliminada hirviendo el agua.El agua desionizada es bastante agresiva con los metales, incluso con el acero inoxidable, por lo tanto debe utilizarse plástico o vidrio para su almacenaje y manejo.

AGUA POTABLE: Se denomina agua potable (del latín potus, bebida, potabilis, bebible, potare = beber) al agua "bebible" en el sentido que puede ser consumida por personas y animales sin riesgo de contraer enfermedades. El término se aplica al agua que ha sido tratada para su consumo humano según unas normas de calidad promulgadas por las autoridades locales e internacionales.En la Unión Europea la normativa 98/83/EU establece valores máximos y mínimos para el contenido en minerales, diferentes iones como cloruros, nitratos, nitritos, amonio, calcio, magnesio, fosfato, arsénico, etc., además de los gérmenes patógenos. El pH del agua potable debe estar entre 6,5 y 8,5. Los controles sobre el agua potable suelen ser más severos que los controles aplicados sobre las aguas minerales embotelladas.En zonas con intensivo uso agrícola es cada vez más difícil encontrar pozos cuyo agua se ajuste a las exigencias de las normas.

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Especialmente los valores de nitratos y nitritos, además de las concentraciones de los compuestos fitosanitarios, superan a menudo el umbral de lo permitido. La razón suele ser el uso masivo de abonos minerales o la filtración de purines. El nitrógeno aplicado de esta manera, que no es asimilado por las plantas es transformado por los microorganismos del suelo en nitrato y luego arrastrado por el agua de lluvia al nivel freático. También ponen en peligro el suministro de agua potable otros contaminantes medioambientales como el derrame de derivados del petróleo, lixiviados de minas, etc. Las causas de la no potabilidad del agua son:

Bacterias, virus; Minerales (en formas de partículas o disueltos), productos tóxicos; Depósitos o partículas en suspensión.

CORROSIÓN: Es el proceso de naturaleza electroquímica, por medio del cual los metales refinados retornan a formar compuestos (óxidos, hidróxidos, etc.) termodinámicamente estables debido a la interacción con el medio.

VELOCIDAD DE CORROSIÓN: Es la relación de desgaste del material metálico con respecto al tiempo, expresada generalmente en milésimas de pulgada por año (MPY).

ÁNODO: Elemento emisor de corriente eléctrica, es el electrodo en el cual ocurre el fenómeno de oxidación.

CÁTODO: Es el electrodo de una celda electroquímica, en el cual ocurren las reacciones electroquímicas de reducción, en un sistema de protección catódica es la estructura a proteger.

POLARIZACIÓN: Es el tiempo de retardo ó duración de la reacción electroquímica a la cual existe el intercambio de iones de un elemento metálico a otro en un medio electrolito.

POTENCIAL: Es la diferencia de tensión entre una estructura metálica enterrada ó sumergida y un electrodo de referencia en contacto con el electrolito.

GRADIENTE DE POTENCIAL: Es la variación en la lectura de potenciales, de positivo a negativo, que indica la presencia de áreas expuestas en la tubería o ánodos detectados, respectivamente.

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OXIDACIÓN: Es la perdida de los electrones de un átomo ó grupo de átomos de un metal, como producto de una reacción química en la que intervienen dos ó más elementos químicos.

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III. Anexo

ENSAYO DE CAMARA DE NIEBLA SALINA

Usos: Ensayos de corrosión en atmósferas artificiales

El ensayo de niebla salina consiste en exponer la pieza o artículo objeto del ensayo a una niebla salina durante un cierto espacio de tiempo, en el interior de una cámara, manteniendo constante la temperatura.

El tiempo transcurrido desde que se introdujo la pieza o artículo hasta que comienza el ataque de la corrosión, proporciona una medida de la capacidad de resistencia del metal constituyente o del recubrimiento a dicho ataque.

Para realizar este ensayo existen diversas especificaciones, que indican los parámetros operativos de las cámaras a fin de obtener resultados reproducibles y comparativos, como las normas ASTM B-117 o UNE 112-17-92, así como las prescripciones para la correspondiente evaluación de los resultados obtenidos, tal y como se indica en las normas EN-ISO 4540, EN-ISO 1462, UNE-EN 12329, etc.

Interesados en el ensayo:

Son cada vez más las empresas que disponen en sus instalaciones de equipos para la realización de ensayos de control de la corrosión. Uno de los ensayos más habituales es el de niebla salina. Este ensayo está diseñado para estudiar el comportamiento de diferentes materiales y recubrimientos con el paso del tiempo y en ambientes externos agresivos como son los cloruros.

Condiciones de ensayo

Condiciones del Ensayo

Tipo de SalSal refinada

Contenido de cloruro de Sodio Min. 99.%Yodo (Yoduro) ppm 50-100

Agua de la Solución Destilada

Temperatura del Aire en la

cámara34ºC

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Presión de aire para

aspersión15 psi

Temperatura del aire a la

entrada de la cámara20ºC

Volumen de solución

recogida por hora1 mL

Concentración de la solución 5% en peso

pH de la solución 7.0

Procedimiento del ensayo

El procedimiento de funcionamiento de la cámara de niebla según la explicación dada en clase es:

Se hace ingresar aire húmedo caliente junto agua salada en forma de spray (pulverizado) a la cámara de niebla donde se encuentran las probetas.

Las probetas deben estar ubicadas de tal forma que formen entre 15 y 30°C con respecto a la vertical. Se deberá cuidar que la solución salina que cae de una muestra no gotee sobre la otra.

Luego del tiempo de exposición se retiraran las placas y se observarán las modificaciones que puedan haber ocurrido, de donde se podrá concluir que material recubierto es mejor en ese medio.

Se pueden analizar: Metales Recubrimientos

- Metálicos (galvanizados)- No metálicos (pinturas)

Conversión

Existen diferentes aspectos que hay que tener en cuenta al momento de poner en uso la cámara de niebla, como por ejemplo:

La temperatura y aire comprimido alimentado a la cámara, la zona de exposición de la cámara de pulverización salina debe ser mantenida a 93 °F.

Las posiciones de las placas

La forma del techo de la cámara de niebla.

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El uso de los atomizadores ya que la boquilla no debe dirigir directamente el spray a la muestra. La solución debe de filtrarse antes de ser ingresada a la cámara ya que puede presentar impurezas.

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IV. Bibliografía

V. N. Alexeiev, Análisis Químico Cualitativo

Raymond Chang, Química. Sexta Edición, Editorial Mc Graw Hill, Capitulo 19.

Otero Huerta, Corrosión y degradación de los materiales. Año 1997

Ulick r. Evans, Corrosiones Metálicas. Editorial Reverte SA. Año 1987

J.A. González Fernández, Control de la corrosión, Estudio y Medida por

Técnicas Electroquímicas. Ed. C.s.i.c. 1989.

F. Cavas Marin, Problemas de Corrosión. Ed. Gráficas F. Gómez, 1982.

http://www.chemdat.info/fcatalog/showProduct.cmd?catalogNr=101212&pAssId=1500&application=ChemDAT&country=es&language=es

http://www.uclm.es/profesorado/afantinolo/QAVANZADA/MC%20Pantoja%20Suarez(AMONIACO).doc

http://quimica.ayuda-gratis.com/Equilibrio,+su+Evolucion+y+el+Color./

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http://www.lenntech.com/espanol/tabla-peiodica/Fe.htm

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