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La corrosión es un fenómeno peligroso. Si no se controla, puede hacer que se inunden los baños, se rompan las tuberías o incluso se derrumben los edificios. ¿Qué es exactamente la corrosión? Sigue leyendo para averiguarlo.
- Este artículo trata sobre la corrosión.
- Empezaremos con la definición de corrosión y la corrosión en los metales.
- Después, veremos las causas de la corrosión y su prevención.
- Estudiaremos la reacción de la corrosión.
- Terminaremos el artículo con los tipos de corrosión.
Corrosión: definición
Lacorrosión es la destrucción de materiales debido a reacciones químicas con sustancias del medio ambiente.
La corrosión en los metales
En los metales, la corrosión es la conversión natural del metal refinado en un estado más estable, como óxido, sulfuro o hidróxido de metal.
Así pues, la corrosión es una reacción química, en la que un material reacciona con elementos que se encuentran en la atmósfera o el agua, y se oxida.
Se dice que un elemento se ox ida cuando pierde electrones.
A la inversa, se dice que un elemento se reduce cuando gana electrones.
Causas de la corrosión
Te preguntarás, ¿cómo puede producirse la corrosión de forma natural? Las causas de la corrosión pueden ser muchas:
- La corrosión delmetal puede deberse a la exposición a la humedad o a la condensación de agua en las superficies metálicas. Un metal puede reaccionar con el Oxígeno y el Hidrógeno presentes en el agua para convertirse en óxidos metálicos. Aprenderás más sobre esto cuando leas cómo se corroe el Hierro debido al agua.
- La exposición al hidrógeno y al oxígeno, o a gases corrosivos como el Cloro, el Amoníaco, los Óxidos de Azufre o el Peróxido de Hidrógeno. En el proceso de corrosión, los metales se oxidan, es decir, pierden electrones. Así que, naturalmente, las sustancias corrosivas son buenas oxidando metales, es decir, haciéndoles perder electrones y ganando electrones ellas mismas.
- La exposición de los metales a corrientes eléctricas durante mucho tiempo también puede provocar su corrosión.
- Los metales como el acero pueden sufrir corrosión bajo tensión cuando están sometidos a un entorno corrosivo y a tensiones elevadas. Las tensiones elevadas pueden hacer que el metal desarrolle grietas en su microestructura, que luego pueden corroerse. Esto es extremadamente peligroso, ya que paraliza edificios o puentes.
Unasustancia corrosiva es algo que es muy reactivo y tiende a causar corrosión a otros materiales.
Prevención de la corrosión
Un metal se corroe cuando se expone al medio ambiente. Una pieza de metal expuesta es susceptible a los agentes corrosivos y es peligrosa para toda la estructura que no está expuesta. La corrosión puede prevenirse colocando una barrera entre el material y el medio ambiente. Hay muchas formas de hacerlo, por ejemplo
- Pintando.
- Engrasado.
- Electrodeposición.
- Galvanización.
Lagalvanoplastia es un proceso por el que se deposita una capa de metal sobre otro metal. La capa de metal depositada actúa como una capa protectora que impide la corrosión del objeto real.
La galvanización es un proceso en el que se deposita una capa de Zinc en la superficie del objeto metálico. El Zinc es más reactivo que el Hierro y, por tanto, se corroe para evitar la corrosión del Hierro. Por esta razón, la Galvanización del Hierro también se denomina protección sacrificial del Hierro. El Zinc corroído puede sustituirse fácilmente por otra capa de Zinc para garantizar que el Hierro que hay debajo no se oxide. El Zinc puede recubrirse sobre un metal pintándolo con pinturas ricas en Zinc, o mediante galvanoplastia.
Algunos metales son más resistentes a la corrosión que otros. Los metales preciosos como el oro, la plata y el platino son, en general, muy poco reactivos al medio ambiente, otra razón por la que se utilizan en joyería. El oro también se recubre en algunos componentes electrónicos para evitar su corrosión.
El acero inoxidable es la aleación más resistente a la corrosión. El acero inoxidable es una aleación de Hierro, Carbono y Cromo. Pueden añadirse otros metales, como Níquel, Titanio y otros, para mejorar su resistencia a la corrosión.
El aluminio se considera seguro para envasar alimentos. La capa superficial del aluminio reacciona con el oxígeno del aire para formar una fina capa de óxido de aluminio. Esto protege el metal de debajo para que no se siga corroyendo.
Reacción de corrosión
La corrosión es una reacción electroquímica entre el agente corrosivo (que puede ser oxígeno y agua, o cualquier material corrosivo) y el material que se corroe.
Una reacción electroquímica es una reacción química en la que se produce una transferencia de cargas entre 2 sustancias.
Veamos qué ocurre cuando se corroe el hierro. La corrosión del hierro se denomina oxidación . El hierro se oxida cuando se expone al aire y al agua, o al vapor. La fórmula química del óxido es . Estudiando el proceso detallado de la oxidación, verás cómo se produce el flujo de cargas en esta reacción electroquímica.
Fig. 1: Proceso de oxidación del hierro | CorrosionPedia
El lugar anódico es donde se produce la corrosión. En el ánodo se liberan electrones y se forman cationes.
Lado catódico es donde no se produce la corrosión. El cátodo recibe los electrones libres liberados en el ánodo.
Veamos qué reacciones químicas conducen a la formación de óxido.
La oxidación es un proceso complejo, pero puede resumirse en 1 reacción química -
$$4Fe+3O_{2}+6H_{2}O\rightarrow 4Fe(OH)_{3}$$
El hidróxido férrico (Fe(OH)3) se deshidrata para formar Fe2O3.H2O.
1. En el primer paso, el Hierro sufre una oxidación al entrar en contacto con el agua, y se forman iones Hierro (II).
$$Fe_{(s)}\rightarrow Fe^{2+}_{(aq)}+2e^{-}$$
El hierro pierde electrones para convertirse en ion hierro (II).
Los electrones liberados por el Fe en esta reacción reaccionan con los iones de hidrógeno del agua y el oxígeno disuelto para producir agua.
$$4e^{-}+4H^{+}_{(aq)}+O_{2(aq)}\rightarrow 2H_{2}O_{(l)}$$
Espera, todavía no se ha formado óxido. Estas 2 reacciones producen agua e iones Hierro (II). Ahora tiene lugar el segundo paso.
2. En el segundo paso se forma Óxido de Hierro Hidratado (óxido). El consumo de H+ en el primer paso deja iones hidróxido (OH-) en la solución. Los iones Fe2+ reaccionan con estos iones hidróxido para formar hidróxido ferroso u óxido de hierro hidratado.
$$Fe^{2+}_{(aq)}+2OH^{-}_{(aq)}\rightarrow Fe(OH)_{2(s)}$$
El Fe(OH)2 también se llama óxido verde. Simultáneamente a esta reacción, el Fe2+ también reacciona con más H+ y oxígeno para oxidarse aún más y convertirse en Fe3+.
$$4Fe^{2+}_{(aq)}+4H^{+}_{(aq)}+O_{2(aq)}\rightarrow 4Fe^{3+}_{(aq)}+2H_{2}O_{(l)}$$
Estos iones Fe3+ se combinan con iones OH- para formar hidróxido férrico.
$$Fe^{3+}_{(aq)}+3OH^{-}_{(aq)}\rightarrow Fe(OH)_{3}$$
Este hidróxido férrico se deshidrata para formar Fe2O3.H2O, que es lo que produce el óxido marrón rojizo que vemos.
La oxidación sólo se refiere a la corrosión del Hierro, o de aleaciones de Hierro como el acero.
Tipos de corrosión
La corrosión puede clasificarse a grandes rasgos en tres tipos:
- Corrosióngeneral por ataque.
- Corrosiónlocalizada.
- Corrosióngalvánica .
Corrosión de ataque general
La corrosión por ataque general también se denomina Corrosión por Ataque Uniforme. Se produce cuando toda la superficie expuesta de un metal se corroe uniformemente y al mismo ritmo. Es el tipo de corrosión más común.
Corrosión localizada
En la corrosión localizada, se corroe una pequeña zona de una superficie metálica expuesta. La corrosión localizada es de tres tipos:
Picaduras
Las picaduras se producen cuando se forma un pequeño agujero o cavidad en la superficie metálica. Esto puede penetrar en el metal y deteriorarlo hasta hacerlo fallar.
Corrosión en hendiduras
Ocurre debido a condiciones ambientales de estancamiento, como debajo de juntas, arandelas o abrazaderas. Los líquidos o el oxígeno pueden quedar atrapados en esas grietas durante mucho tiempo y dar lugar a la corrosión del metal expuesto.
Corrosión filiforme
La corrosión filiforme se produce cuando el agua, los ácidos u otras sustancias corrosivas penetran por grietas/esquicios en el revestimiento de pintura o el recubrimiento metálico. La corrosión filiforme puede extenderse por el interior de la estructura y causar debilidad estructural.
Corrosión galvánica
Esto es interesante. La corrosión galvánica se refiere a la corrosión que se produce cuando dos metales distintos están en contacto eléctrico entre sí y se exponen a un electrolito corrosivo. Cuando se da esta situación, los dos metales se corroen a velocidades diferentes. Uno de los metales se corroe más deprisa de lo que se habría corroído solo, y el otro se corroe más despacio de lo que se habría corroído solo. El metal que se corroe más rápidamente se llama metal de sacrificio.
Un electrolito es cualquier líquido que contenga iones. Una solución de agua y sal de mesa es un electrolito, ya que contiene iones de sodio (Na+) y cloro (Cl-), entre otros iones.
Corrosión - Puntos clave
- Lacorrosión es la destrucción de materiales debido a reacciones químicas con sustancias del medio ambiente.
- En los metales, la corrosión es la conversión natural del metal refinado en un estado más estable, como óxido, sulfuro o hidróxido de metal.
La corrosión es unareacción electroquímica entre el agente corrosivo y el material corroído.
La corrosión puede estar provocada por el agua, el oxígeno, sustancias corrosivas como el cloro, el peróxido de hidrógeno o los óxidos de azufre. La corrosión también puede producirse cuando se somete a la corriente eléctrica durante mucho tiempo.
La corrosión de los metales puede prevenirse recubriéndolos con pintura, grasa u otros metales.
El proceso de recubrir metales con otros metales se llama galvanoplastia.
El proceso de recubrir metales con Zinc se llama Galvanización. La galvanización puede hacerse mediante galvanoplastia o pintando con pintura rica en Zinc.
El Zinc es más reactivo que el Hierro. Por eso, en el Hierro galvanizado, el Zinc se corroe para evitar la corrosión del Hierro. Esto se denomina protección sacrificial del Hierro.
La corrosión del Hierro se denomina Oxidación .
La fórmula química del óxido es Fe2O3.H20. Es la forma deshidratada del Fe(OH)3
La reacción química de la oxidación es
$$4Fe+3O_{2}+6H_{2}O\rightarrow 4Fe(OH)_{3}$$
- A grandes rasgos, la corrosión se clasifica en tres tipos: corrosión por ataque general, corrosión localizada y corrosión galvánica.
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