Fenomenos de polarizacion

FENÓMENOS DE POLARIZACIÓN

Es interés primordial del ingeniero de corrosión, el conocer la velocidad a la cual se desarrollan las reacciones catódicas y anódicas que puede ser determinada por varios métodos físicos y químicos.
Cuando una reacción electroquímica se retarda, se dice que esta polarizada y hay tres tipos diferentes de polarización que son: polarización de activación, polarizaciónpor concentración y polarización de resistencia

El conocimiento del tipo de polarización que se presenta es muy útil ya que permite predecir las características del sistema corrosivo, por ejemplo, entonces cualquier incremento en la velocidad de difusión de las especies activas como H+ deberá incrementar la velocidad de corrosión y en un sistema de esta naturaleza, la agitación del líquidotiende a incrementar la velocidad de corrosión del metal. Por otra parte, si la reacción catódica se controla por polarización por activación, entonces la agitación no tendrá ningún efecto en la velocidad de corrosión, lo cual confirma que el conocimiento del tipo de polarización presente permite hacer predicciones muy útiles concernientes al efecto relativo que sobre la velocidad de corrosión puedeser producida por el aumento de velocidad de flujo de un líquido en una tubería.

1. Polarización de concentración o difusión

Figura 2: Polarización por concentración durante la reducción catódica de iones hidrógeno.
Por otra parte, la polarización por concentración (figura 2) se refiere al retardo de la reacción electroquímica como un resultado de los cambios de concentración en lasolución adyacente a la superficie metálica.

Si la reacción procede a muy alta velocidad y la concentración de iones hidrógeno de la solución es baja, se puede ver que la región cercana a la superficie metálica se agota en sus iones hidrógeno puesto que son consumidos en la reacción química. Bajo estas condiciones, la reacción es controlada por la velocidad de difusión de los iones hidrógeno a lasuperficie metálica.

Representa la variación en el potencial de un electrodo como consecuencia de los cambios de concentración en la inmediata vecindad de su superficie y motivados por el flujo de corriente, que altera la composición del electrólito. Disminuye con una fuerte agitación u otras medidas que ayuden a uniformar la solución. Debe señalarse que el movimiento de los iones o especies haciay desde un electrodo tiene lugar por alguno de los siguientes mecanismos: difusión, migración y convección. La difusión y la migración son procesos lentos; por el contrario, la convección natural o forzada suele ser mucho más efectiva. En la delgada capa de líquido contigua a la superficie metálica llamada capa de difusión, y cuyo espesor no sobrepasa, por lo general, los 0,2-0,4mm el transportese realiza sólo por difusión. Más allá de ella, dentro de la masa de electrólito adquiere importancia el transporte por convección y migración si las partículas están cargadas. La velocidad de difusión en la capa estacionaria suele ser el factor controlante en la velocidad de llegada o alejamiento de las especies reaccionantes y de los productos de reacción y, por tanto, de trazado de las curvas depolarización y del valo de la Icorr.
A través de esta capa de difusión las sustancias electroactivas se mueven con una velocidad definida por la ley de Fick:

Esta velocidad depende de varios factores. Entre los más destacables están los siguientes:
a) La Temperatura: cambios en la temperatura modifican el valor del coeficiente de difusión K, correspondiente al transporte de un átomo,molécula o ión determinado. En general K, crece al aumentar la temperatura.
b) El Nivel de Agitación: con la agitación se reduce el espesor de la capa límite δ y aumenta la velocidad de transporte por difusión. También mejora el transporte por convección, lo que hace aumentar el gradiente de concentración AC entre la superficie del metal y el final de la capa límite, lo que influye de nuevo...