Corrosión electroquímica

Educación secundaria superiorQuímicaDemanda ilustrativa de corrosión galvánica en agua neutra con una cantidad finita de zinc de sacrificio y pérdida de metal según la ley de Faraday

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Acerca de este experimento

Exponga el hierro a condiciones secas, húmedas o salinas. Aplique un recubrimiento, acople una superficie de cobre o conecte zinc de sacrificio; después, mida qué metal se consume y cuándo termina la protección.

Objetivos de aprendizaje

  • Explique cómo afectan el agua, el oxígeno y el área expuesta a este modelo de corrosión.
  • Distinga la protección sacrificial del zinc del acoplamiento con cobre.
  • Estime la duración de la protección mediante la capacidad de carga finita.

Cómo usarlo

  1. 1Compare la exposición en seco, húmeda y al agua salada durante el mismo intervalo.
  2. 2Cubra parte de la superficie de hierro y mida la menor demanda de corrosión.
  3. 3Conecte el zinc e identifique el intervalo inicial sin pérdida de hierro.
  4. 4Use una pequeña cantidad de zinc y tome muestras una vez agotada; después, compare con el acoplamiento con cobre.

El modelo

Ambas etapas principales de oxidación del metal suministran dos electrones por átomo.
Esta duración supone una demanda constante y distinta de cero en el modelo, y un suministro de zinc conectado.

Supuestos

  • El modelo establece una demanda constante de corrosión en agua neutra, en lugar de calcular la polarización de los electrodos o las picaduras localizadas.
  • La densidad de corriente en condiciones húmedas es de 10 microamperios por centímetro cuadrado; el agua salada la multiplica por cuatro y el acoplamiento con cobre, por tres. El suministro de oxígeno y la fracción sin recubrimiento la escalan linealmente.
  • El zinc conectado satisface esa demanda hasta que se agota su capacidad finita de oxidación de dos electrones. A partir de entonces, la demanda restante oxida el hierro a Fe²⁺.
  • Se omiten la corrosión ácida, la autocorrosión del zinc, la evolución de la película de óxido y los cambios en el área superficial. Las marcas de color óxido exageran la pérdida de hierro y no miden la masa de óxido.

Pruébalo en clase

  1. Q1¿Por qué el contacto con cobre puede acelerar la pérdida de hierro mientras que el zinc lo protege?
  2. Q2¿Qué cambia cuando se agota el zinc de sacrificio?

Preguntas frecuentes

¿Pueden estas densidades de corriente predecir la vida útil de una estructura real?

No. Son valores ilustrativos para comparar mecanismos. La corrosión real depende de los materiales, la geometría, la química del electrolito y la evolución de las películas.

¿Por qué la demanda del hierro seco es cero aquí?

Este modelo simplificado requiere una película de agua conductora y oxígeno. No incluye otras vías de oxidación en seco ni vías ácidas.