Aluminio 2y4t3s

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA E INGENIERIA METALURGICA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA

CONSTRUCCION DE DIAGRAMAS DE POURBAIX DE ALUMINIO CURSO:

CORROSION Y PROTECCION DE METALES

NOMBRE: RENE CCOLQUE HUILLCA CODIGO:

081470-D

DOCENTE: Ing. Milner Segovia S.

CUSCO – PERU AÑO 2013

DIAGRAMAS DE POURBAIX Hasta ahora, todo los diagramas muestran valores de potencial estándar, esto es, medidos a PH=0. Sin embargo, lo habitual es no estar en condiciones estándar. Cuando esto sucede, ¿cuánto upa ley el Valor del potencial? Cuando no estamos en condiciones estándar, se habla de E y, por supuesto, está relacionado con E0, a través de una sencilla relación matemática conocida como la ecuación de Nerst. En ella se establece que el Valor de potencial estándar sede modificado en función de las concentraciones reales de las especies químicas implicadas a través del cociente de reacción, Q, de tal forma que se puede escribir que:

Indicamos aproximadamente igual porque en Q deberían aparecer actividades y no concentraciones, pero la aproximación no es excesivamente mala. Por otro lado, casi suponemos que la determinación del potencial se realiza 25°c y pasamos el Ln a Log podríamos escribir:

Y es que, de esta forma, get podemos tener una representación bidimensional de la estabilidad de las diferentes especies con la variación del Valor de potencial redox, lo que resulta mucho más útil. Una de las representaciones de ese tipo más importantes GG lo constituyen los diagramas de POURBAIX, que representa la variación del potencial del electrodo en función del PH del medio. Al variar sólo el PH, el resto de concentraciones ha de ser 1M para poder establecer una correcta y única correlación con el Valor del potencial. Estos diagramas muy similares a los de fase, resultan especialmente útiles para el estudio de la corrosión metálica al poder visualizar las zonas de estabilidad de las diferentes especies para determinados valores de potencial aún PH dado. Así, en un diagrama de POURBAIX podemos apreciar regiones de inmunidad donde el metal es estable, de corrosión donde metal se disuelve, y de pasivación donde el metal puede verse protegido por la formación de compuestos insolubles. En un diagrama de POURBAIX existen determinadas líneas singulares que determinan los equilibrios establecidos entre dos especies. Así, una línea horizontal implica una transformación entre dos especies que es independiente del PH y, por tanto, se trataría de una transformación redox pura como la de siguiente ejemplo:

Al contrario, una línea vertical supone una transformación independiente del potencial por lo que se trataría de una reacción ha sido base pura. Por ejemplo, los siguientes procesos son sólo PHdependientes, por lo que no hay cambio en el estado de oxidación del metal:

Las líneas oblicuas implica una dependencia conjunta con el potencial y con el PH, por lo que la transformación que separan supondrá un cambio en el estado de oxidación y en la forma química relacionada con el agua o sus iones constituyentes. Por ejemplo, la siguiente transformación cumplida con esos requisitos:

Esto puede verse con mayor claridad en el paradigmático ejemplo de diagrama de POURBAIX del Hierro, uno de los más conocidos al ser la corrosión del Hierro uno de los fenómenos a estudiar más importantes para la siderúrgica y transformación de este metal a analizar.

En los diagramas de POURBAIX técnicos, generalmente se prescinde de las especies y se ponen únicamente las zonas de inmunidad, CORROSION y pasivación que puede existir, tal y como pueda verse a continuación la franja roja representa el rango del PH habitual de las aguas naturales.

MANEJO DE DIAGRAMAS DE POURBAIX Los diagramas de PH-potencial los proporcionan información importante útil para varios dominios con son:     

Química General Química analítica Corrosión Electro depósito Geologia

A continuación se presenta el uso en la corrosión de metales. Un metal puede corroerse o no en presencia de una solución acuosa libre inicialmente de iones del metal. La cantidad del metal que se correa antes de llegar al equilibrio termodinámico metalsolución es pequeña, del orden de 10-6 átomos gramo/litro, equivalente por ejemplo:

Estas líneas de equisolubilidad se muestran los diagramas PH – potencial y representante el dominio de corrosión posible y no posible. En el dominio de no CORROSION posible se distinguen dos regiones 1) En una región, a la forma sólida estable es el metal mismo inmunidad o protección catódica 2) En la otra región, la forma sólidas estable no es el metal, pero sí a un óxido, un hidróxido, un hidruro o una sal. El metal tiende a recubrir se del compuesto, que puede ser según el caso Formación de una película no poroso que no permite el o directo del metal con la solución protección perfecta Formación sobre el metal de un depósito poroso que sustrae parcialmente el metal en o con la solución protección imperfecta es. Por lo tanto, la pasivación implica necesariamente la ausencia de corrosión. La experiencia muestra que la película de óxido es en General, perfectamente protectora para numerosos metales entre las cuales están el aluminio, cromo, Hierro y estaño. Lo anterior no se aplica en soluciones cloradas. En algunos casos, la degradación del metal se produce con una gasificación formación de hidruro o de óxidos volátiles. Siendo así, la presión parcial de equilibrio del hidruro o del óxido es también pequeña. En las líneas de los diagramas corresponde a una presión de 10-6 atm.

Resistencia de los metales al agua pura Los metales que resisten el agua 25°c, son aquellos que en los diagramas PH-potencial la línea PH=7 atraviesan los dominios de inmunidad o de pasivación entre los potenciales en el rango de 0.8 Y +0.7 voltios, potenciales que son sólo posibles, en condiciones normales, para materiales de construcción. Estos metales son el platino, Berilio, aluminio, galio, indio, estaño, plata, oro ,titanio, Zr, niobio, Ta y el Cromo. Materiales pasivos y activos Los metales pasivos por oxidación y activos por reducción son aquellos, teniendo un óxido superior menos soluble que un óxido inferior, presentará un dominio de corrosión de aspecto o triangular. El metal será tanto más fácil de pasivar por oxidación, mientras más bajo este el límite superior de ese triángulo en el diagrama. La pasivación será en orden decreciente: Ti>Cr>Sn>Fe>Mn>Pb>Ag>Ni>Co. En el caso del Hierro, por ejemplo, la pasivación exigirá una acción oxidante ligera para los PH entre 9 y 13, y a relativamente fuerte para los otros PH. Inhibidores de corrosión oxidante Una gran sensibilidad del Hierro a la corrosión se debe a la existencia de una gran región de corrosión de aspecto triangular. La oxidación de Hierro puede evitarse por la introducción de un en inhibidor suficientemente oxidante para elevar el potencial de electrodo en todo los puntos del Hierro y llevarlo al dominio de pasivación del metal. La protección será eficaz si, para los valores de PH y potencial del dominio de corrosión de Hierro, el inhibidor oxidante se reducen conformación de un cuerpo sólido depositados sobre los puntos débiles de la superficie del Hierro, este cuerpo sólido mejorará el poder de protección de la película de óxido pasivante. DIAGRAMA DEL PH- POTENCIAL DE AGUA En todo proceso corrosivo en medio acouso, se hallan involucradas la reacciones de desprendimiento de hidrógeno:

Y reducción de oxigeno

Razón por la que estos equilibrios deben estar incluidos en un diagrama de POURBAIX. Aplicando la ecuación de Nerst para el desprendimiento de hidrógeno.

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Para los valores y la definición de PH

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....3 De manera similar para la reducción de oxigeno

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……….i [

], ESTANDDAR [ ]

………………I ………………….II Reemplazando I y II

Reemplazando en la ecuación i tenemos ……..4 Las ecuaciones 3 Y 4 están representadas en el diagrama PH – potencial.