Inenieria quimica

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CRITERIO PARA LA ELECCIÓN DEL POTENCIAL DE PROTECCIÓN

EL CRITERIO de potencial se refiere exclusivamente a la aplicación de la protección catódica para eliminar o reducir, dentro de límites aceptables, la corrosión generalizada de una determinada estructura. Hay que resaltar que no se considera aquí la forma de prevenir los casos de corrosión localizada, para los cuales el potencial deprotección se elige o selecciona con criterios diferentes a los que se señalan en esta parte. De aquí que la validez del criterio de potencial queda restringida a los casos de corrosión generalizada.

Criterio basado en consideraciones termodinámicas

Desde un punto de vista termodinámico se podría escoger el valor del potencial de equilibrio de la reacción de corrosión como potencial deprotección, en cuanto que limita de una manera superior el intervalo de potencial en el cual el metal no puede corroerse (está en condiciones de inmunidad termodinámica). De hecho este criterio no es utilizado por dos motivos principales:

a) En primer lugar, si se toma el potencial de protección como potencial de equilibrio de la reacción de disolución del metal, esto implica necesariamente conocer lacomposición química de la solución en contacto con la superficie metálica bajo las condiciones de protección catódica. Dicha composición química es variable y depende de las condiciones ambientales, estado de la superficie, etc., por lo que es muy difícil precisarla.

b) En segundo lugar, al menos en el caso en que el ambiente no contenga prácticamente iones del metal que se corroe, o que sucontenido sea muy bajo (lo que es un caso normal en la práctica de la protección catódica de estructuras metálicas enterradas en el suelo o sumergidas en agua de mar), el potencial de equilibrio toma valores muy negativos y tiende a -µ infinito en concentraciones cercanas al valor cero.

Recuérdese que la relación entre el potencial de equilibrio de un metal que se corroe y la concentración de susiones está fijada por la ley de Nernst

E = E° + 0.059/n log [Me n +]

Para la reacción de disolución del acero (hierro):

Fe Fe 2+ + 2 e-.

En la ecuación de Nernst, sustituyendo E° = - 0.44 V y n = 2, se tiene que:

E = - 0.44 + 0.059/2 log [Fe2+].

El profesor Marcel Pourbaix ha abordado el problema del potencial de protección, y le ha dado una solución basada enconsideraciones termodinámicas. Ha propuesto considerar "inmune" a la corrosión a un metal que se encuentre a potenciales más negativos que el que correspondería al valor de su potencial de equilibrio en una solución que contuviera sus iones a una concentración l0- 6 moles/litro.

Así, aplicando la ecuación de Nernst, se tendría, para [Fe2+] = l0 -6:

Eprotección = -0.44 + 0.059/2 log 10 -6 = -0.62 VEl potencial de protección resulta ser entonces de -0.62 V respecto al electrodo de referencia de hidrógeno. En la figura 10 se presentó el correspondiente diagrama potencial pH (diagrama de Pourbaix) para el sistema Fe-agua, en el cual se delimita la zona de inmunidad y corrosión con el valor del potencial calculado en este apartado.

En los términos propuestos por Pourbaix, aplicando unacorriente se impone al metal que se quiere proteger el potencial que corresponda a una concentración mínima de iones metálicos en la solución. La concentración límite adoptada es de l0 -6 moles/litro.

Por convención, habrá corrosión si la concentración de los iones metálicos en el electrolito es igual o mayor que l0 -6 moles/litro.

Esto permite calcular, basándose en la ecuación de Nernst,el potencial de protección, el cual, sin embargo, es función del pH del electrolito. La información puede obtenerse del correspondiente diagrama potencial -pH del metal en cuestión (Cuadro 18).

CUADRO 18. Potencial de protección* a diferentes pH de algunos metales, obtenido a partir de los correspondientes diagramas de potencial -pH a 25°C



Otros criterios

En general, para la...
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