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Corrosión


Oxidación del metal.


Símbolos de sustancias corrosivas.
La corrosión es una reacción química (oxidorreducción) en la que intervienen 3 factores: la pieza manufacturada, el ambiente y el agua, o por medio de una reacción electroquímica.
Los factores más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o laformación de pátina verde en el cobre y sus aleaciones (bronce,latón).
Sin embargo, la corrosión es un fenómeno mucho más amplio que afecta a todos los materiales (metales, cerámicas, polímeros, etc.) y todos los ambientes (medios acuosos, atmósfera, alta temperatura, etc.).
Es un problema industrial importante, pues puede causar accidentes (ruptura de una pieza) y, además, representa un costoimportante, ya que se calcula que cada pocos segundos se disuelven 5 toneladas de acero en el mundo, procedentes de unos cuantos nanómetros opicómetros, invisibles en cada pieza pero que, multiplicados por la cantidad de acero que existe en el mundo, constituyen una cantidad importante.
La corrosión es un campo de las ciencias de materiales que invoca a la vez nociones de química y de física(físico-química).
El término estabilidad química al ser usado en el sentido técnico en química se refiere a la estabilidad termodinámica de un sistema químico.
La estabilidad termodinámica ocurre cuando un sistema está en su estado de menor energía o equilibrio químico con su entorno. Este puede ser un equilibrio dinámico, en donde moléculas o átomos individuales cambian de forma, pero su número totalen una forma o estado particular se conserva. Este tipo de equilibrio químico termodinámico se mantendrá indefinidamente a menos que el sistema sea modificado. Los sistemas químicos pueden incluir cambios en el estado de la materia o un grupo de reacciones químicas.
La estabilidad termodinámica se aplica a un sistema particular. La reactividad de una sustancia química es una descripción de cómopodría reaccionar a través de una variedad de sistemas químicos potenciales.
Sustacias químicas o estados pueden persistir indefinidamente aunque no sean el estado más bajo de energía si experimentanmetaestabilidad - un estado estable solo si no es muy perturbado. Una sustancia puede ser cinéticamente persistente si está cambiando a otra sustancia o estado relativamente lento, y por lo tanto no esun equilibrio termodinámico.
El "estado A" es más estable termodinámicamente que el "estado B" si la Energía libre de Gibbs del cambio de "A" a "B" es positiva.
Arrabio


Arrabio en un contenedor.
Se denomina arrabio al material fundido que se obtiene en el alto horno mediante reducción del mineral de hierro. Se utiliza como materia prima en la obtención del acero en los hornossiderúrgicos.
Los materiales básicos empleados para fabricar arrabio son mineral de hierro, coque ycaliza. El coque se quema como combustible para calentar el horno, y al arder liberamonóxido de carbono, que se combina con los óxidos de hierro del mineral y los reduce a hierro metálico. La ecuación de la reacción química fundamental de un alto horno es:
Fe2O3 + 3CO → 3CO2 + 2Fe
La caliza de la carga delhorno se emplea como fuente adicional de monóxido de carbono y como sustancia fundente. Este material se combina con la sílice presente en el mineral (que no se funde a las temperaturas del horno) para formar silicato de calcio, de menor punto de fusión. Sin la caliza se formaría silicato de hierro, con lo que se perdería hierro metálico. El silicato de calcio y otras impurezas forman una escoriaque flota sobre el metal fundido en la parte inferior del horno. El arrabio producido en los altos hornos tiene la siguiente composición: un 92% de hierro, un 3 o 4% de carbono, entre 0,5 y 3% de silicio, del 0,25% al 2,5% de manganeso, del 0,04 al 2% de fósforo y algunas partículas de azufre.
Un alto horno típico está formado por una cápsula cilíndrica de acero forrada con un material no...