corrosión y nociones de electroquímica

CORROSIÓN Y NOCIONES DE ELECTROQUIMICA


Al estudiar oxidación de metales vimos que la reacción en aire a temperatura ambiente es en general muy lenta. Sin embargo es sabido que a baja temperatura la velocidad de corrosión puede ser muy importante. Esto se debe a que entra en juego un mecanismo de ataque que no habíamos considerado hasta ahora. A temperatura ambiente la forma de corrosión másfrecuente y mas severa es la corrosión electroquímica, donde el medio es un electrolito donde son fácilmente transportados elementos cargados. El caso más típico y estudiado de este tipo de corrosión es el de la corrosión acuosa.

La hipótesis de que la corrosión es un proceso electroquímico es bastante antigua. La idea surgió como resultado de los primeros trabajos con pilas galvanicas y sesupuso que du¬rante la corrosión actuaban micropilas en el metal. La primera mención sobre el tema es atribuida por algunos autores a De la Rive (1830) en tanto que otros la adjudican a Thenard (1819)
La demostración cuantitativa de la relación entre corrientes eléctricas y ataque en metales en corrosión es debida a Evans y Hoar (1932).


3 1. ORIGEN DE LAS CORRIENTES ELÉCTRICAS DURANTE LACORROSIÓN

En los procesos de corrosión electroquímica tenemos que en general circulan sobre el material corrientes eléctricas que originan el ataque. Las causas mas frecuentes son:

1 Dos o mas metales diferentes en contacto (corrosión galvánica). Tal como ocurre con el aluminio en contacto con cobre o con grafito
2 Presencia de fases diferentes en una misma aleación. Por ejemplo aleacionestermo tratables de aluminio, aceros inoxidables sensibilizados, etc.
3 Presencia de capas con imperfecciones sobre la superficie metálica , por ejemplo : óxido de laminación en chapas de hierro, o capas de aceite carbonizado en el interior de tubos de cobre.
4. Diferentes grados de aeración de una pieza metálica. Se ob¬serva que las zonas con escasez de oxígeno se comportan como ánodos cuandoestán unidas a otras zonas con buena aereación.
5. Diferentes concentraciones de cationes o aniones en el electrolito.
6. Corrientes inducidas por circuitos eléctricos mal aislados. Es el caso de las corrientes vagabundas en estructuras metálicas enterradas


3 2. POTENCIALES DE ELECTRODO


La termodinámica muestra que para que una reacción se desarrolle espontáneamente es necesario que vayaacompañada por una disminución en la energía libre del sistema (G < O).

Por ejemplo, durante una reacción química el cambio de energía libre de un sistema aislado puede esquematizarse en una forma simplificada del siguiente modo:
G mide el cambio de energía libre sufrido por el sistema durante la reacción, al pasar los átomos del estado inicial al estado final.
G* es la energía deactivación de la reacción es decir, es la barrera de energía que deben saltar los átomos para poder pasar del estado inicial al estado final.


La velocidad de la reacción estará dada por el numero de átomos en la población en el estado inicial que posean una energía superior a G*.
En los casos en los que esta barrera es baja, es suficiente la energía térmica que tienen los átomos a temperaturaambiente para que se produzca la reacción, en cambio cuando G* es muy alta, la reacción, si bien es termodinámicamente factible, puede ser cinéticamente muy lenta o no detectable.
En el caso del diagrama vemos que es mucho mas fácil para los átomos pasar de izquierda a derecha que en la dirección opuesta.


Supongamos ahora que tenernos un metal en el vacío. Para que un ion metálico pueda dejarsu posición de equilibrio dentro del metal y pasar al vacío, en forma de gas iónico, necesitará una energía muy alta (aprox. 6eV) y se encontrará en un estado muy inestable. Si este ion metálico gaseoso es colocado en un solvente polar, como el agua; se rodeará inmediatamente de una capa de moléculas de solvente y disminuirá apreciablemente su energía libre.


Si el mismo metal, en lugar de...