T CNICAS Electroquimicas

TÉCNICAS
ELECTROQUÍMICAS
PARA DETERMINAR
LA VELOCIDAD DE
CORROSIÓN

Ricardo Carranza

CORROSIÓN QUÍMICA
OXIDACIÓN ALTA T
Ambiente seco, ausencia
de electrolito. La
presencia de oxidante en
fase gaseosa produce la
oxidación del metal. Sólo
si el oxidante es oxígeno
se forma un óxido. Los
átomos de oxidante pasan
a formar parte de la
película formada en la
oxidación. En cada punto
de la superficiemetálica
en la que ocurre una
oxidación, ocurre una
reducción del oxidante. Si
la película es protectora
hay difusión del catión
metálico hacia la
superficie gaseosa.

CORROSIÓN QUÍMICA
Me + ½ O2 → MeO
Es una reacción electroquímica pero como
sucede en ambiente seco, no pueden
utilizarse técnicas electroquímicas para su
estudio.

CORROSIÓN
ELECTROQUÍMICA
CORROSIÓN HÚMEDA

En la corrosiónelectroquímica, el átomo
de oxígeno de la molécula
de óxido que se forma no
necesariamente
corresponde a la molécula
de oxígeno disuelta en la
solución que se redujo para
permitir la oxidación
metálica. El átomo de
oxígeno que forma la
molécula de óxido puede
provenir por ejemplo de
una molécula de agua
adyacente

Zona

Zona

EXPERIENCIA DE LA GOTA
herrumbre

O2

O2

- Fenolftaleína (rojo a pH
>8)
-Ferricianuro de potasio
K3[Fe(CN)6]→ Fe3[Fe(CN)6]2
incoloro

-

-

Fe+2

OH

e-

OH

eFe

Zona
catódica Zona
anódica

Zona
catódica

Femetal  Fesln2  2e 
O2 s ln  2 H 2O  4e   4OH sln

oxidación
reducción

azul

VELOCIDAD DE CORROSIÓN
Pérdida de Peso
11

12

1

2

10
9

3
8

4

7

Pi

5

6

t
r = ( Pi – P f ) / t

Pf

VELOCIDAD DE CORROSIÓN
Pérdida de Peso
desventajas del método




Puede tardar mucho tiempo
Puede ser inexacto especialmente
para bajas velocidades de corrosión
No puede ser usado si hay productos
de corrosión que quedan adheridos a
la superficie metálica

LEY DE FARADAY

Peso molecular del
metal que se corroe
gr . (mol at.)-1

PM

velocidad de pérdida de peso
r

i
corr
-1
-2
gr . s . cm
nF
nº de electrones
intercambiados en
Corriente de
la reacción decorrosión
oxidación por
-2
Constante
de
A.cm
PM
átomo metálico
velocidad de penetración
Faraday
p

i
-1
corr -1
-1 mol e . (mol at.)
cm . s
Coul . (mol e-)

n F

Densidad del metal
gr . cm-3

PÉRDIDA DE PESO vs Icorr

Valor obtenido
PÉRDIDA DE
PESO

Icorr

SENSIBI
LIDAD

Velocidad promediada en
la superficie y en el
tiempo

mg

Velocidad instantánea
promediada en la
superficie

nA

Fe  Fe+2 + 2 eIcorr= 1 nA durante 1h produce P P 1,042 ngr

FORMAS DE CORROSIÓN

Ecuaciones de Estado Estacionario
Relación entre la corriente y el potencial
Oxidació
Potencial reversible
n

corriente
anódica


Rd 

b
pendiente
de Tafel

 2,b303 E  E 0   2,b303  E  E 0  
i i a  i c i 0 e a
e c




Ox  n e 

Reducció
n
corriente
log ia/c
catódica

Ox  n e   Rd

i0
Corriente deintercambio
para E = E0
Pend. Tafel
ba

i0

Pend. Tafel
bc

E0

Rd  Ox  n e 

Potencial
reversible de
Nernst

RT a Ox
E 0 E 
ln
nF a Rd
0
0

potencial

Teoría del potencial mixto
potencial de corrosión

Me 

Me  n  n e 

2H   2 e 




i iMe  iH ia ,Me  ic,Me  ia ,H  ic,H 
 2b,303 E  E 0 ,Me   2b,303  E  E 0 ,Me  
i 0,Me e a ,Me
 e c ,Me



 2b,303 E  E 0 ,H  2b,303  E  E 0 ,H  
 i 0 , H  e a ,H
 e c ,H




H2

Teoría del potencial mixto
potencial de corrosión


Me 

Me  n  n e 

2H   2 e 

log ia/c
Me




H2

Me  Me  n  n e 
n

2H   2 e   H 2

 n e  Me


H 2  H   2 e

icorr

i0,Me
i0,H

E0,Me

Ecorr

E0,H

potencial

Teoría del potencial mixto
potencial de corrosión

Me  Me  n  n e 
i  i a ,Me  i c ,H  i0,Me e

2H   2 e   H 2
2 , 303
 E  E 0 ,Me 
b a ,Me



i 0, H e



2 , 303
 E  E 0 ,H 
b c ,H

E 0,Me  E corr  E 0,H

 2,303   2,303  
 ba

bc
i i corr  e
e






 E  E corr

¿Cómo medir icorr?
Potenciostato
Ecorr

CE
ER

A
I=0

ET

Me+n

Me
e-

H+
H+

H2

TÉCNICAS DE ESTADO ESTACIONARIO
MÉTODO DE TAFEL
-1

1x10

-2

1x10

i, A.cm

-2

-3

1x10

-4

1x10

-5...