Corrosion

Ciencia y Tecnología de los Materiales

Tema VII: Deterioro de Materiales

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Lección 9: Oxidación y Corrosión

TEMA VII
Deterioro de Materiales

LECCIÓN 9
Oxidación y Corrosión

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Lección 9: Oxidación y Corrosión

9.1 INTRODUCCIÓN

Ciencia y Tecnología de los Materiales

Deterioro de un material por interacción química con su entorno:

2- Oxidación: reacción del material con el oxígeno atmosférico (corrosión seca)
- Corrosión: proceso electroquímico que se verifica en soluciones acuosas

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9.2 OXIDACIÓN
E0

Positiva (E>0)

Material estable

Negativa (E 2

Exceso óxido genera agrietamiento

1 < P.B. < 2

Óxido protector

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9.5 CINÉTICA DE LA OXIDACIÓN

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La velocidad de oxidación de metales se expresa como ganancia en peso por unidad de área
- Si el óxido es poroso:

Relación lineal: Dm

= KL·t

O2 tiene acceso continuo al metal

- Si la capa no es porosa
y existe difusión iónica:
Relación parabólica:(Dm)2

= KP·t

- Si la capa no es porosa y no existe difusión electrónica:
Relación logarítmica: Dm

= Ke·ln(c·t + a)

(c, a = ctes.)

La oxidación es un fenómeno térmicamente activado

K L  AL e QL / RT

KP  APeQP / RT

K e  A eeQe / RT

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9.6 PROTECCIÓNFRENTE A LA OXIDACIÓN

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• Acción del propio óxido (salvo los óxidos no protectores o muy frágiles)
• Adición de ciertos elementos de aleación (Ni, Cr y Co al hierro)
• Recubrimientos con capas protectoras (pinturas, plásticos, cerámicas, ...)
Recubrimientos metálicos: acero galvanizado, hojalata ...
Recubrimientos inorgánicos: acero vidriado, pavonado ...
Recubrimientos orgánicos:pinturas, imprimaciones, barnices ...

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9.7 CORROSIÓN

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• La oxidación a temperatura ambiente en condiciones secas es muy ligera y aumenta
rápidamente con la temperatura

• En condiciones de humedad, la situación cambia y el acero, por ejemplo, se corroe
rápidamente atemperatura ambiente

CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA

Material (M) + Oxígeno (O2) + Agua (H2O)

Hidróxido M(OH)n

• Gran trascendencia económica (3.5% PIB)

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9.8 CONSIDERACIONES ELECTROQUÍMICAS
• El proceso de corrosión es electroquímico

Hay transferencia de electrones entre especiesFe
Al

OXIDACIÓN:

M

Fe2+ + 2eAl3+ + 3e-

Mn+ + ne-

Reacción anódica (ánodo): producción de electrones

2H+ + 2eREDUCCIÓN:
depende del medio

H2 (solución ácida)

O2 + 4H+ + 4e-

2H2O (solución ácida con O2)

O2 + 2H2O + 4e-

4(OH)- (acuosa aireada)

Mn+ + ne-

M (en presencia de iones metálicos)

Reacción catódica (cátodo): consumo de electrones

• Lasreacciones electroquímicas totales se obtienen por combinación de las semirreacciones de
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oxidación y reducción

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• En medios acuosos no aireados:

M (s) + n H2O (l)

M(OH)n (s) + n/2 H2 (g)

• En medios acuosos aireados:

M (s) + n/4 O2 (g) + n/2 H2O (l)
Ejemplo:

M(OH)n(s)

Zn sumergido en una disolución ácida

R. anódica:

Zn

R. catódica:

2H+ + 2e-

H2 (g)

Reacción electroquímica global:

Zn

2H+ + 2eZn + 2H+

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Zn2+ + 2e-

Zn2+ + 2e-

H2 (g)
Zn2+ + H2 (g)

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9.9 SERIE ELECTROQUÍMICA

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• En la corrosión...