Lab 1 Zonas Anódicas y Catódicas

7/30/2019 Lab 1 Zonas Andicas y Catdicas

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21458 - Corrosin y su Control

Prctica No. 1LOCALIZACIN DE ZONAS ANDICAS Y CATDICAS

Paola, Riao Navarro1. Andrs, Barrera Olaya2.Universidad Industrial de Santander, Facultad de Ingenieras Fisicoqumicas

Escuela de Ingeniera Qumica

Bucaramanga, Santander, ColombiaJunio - 2013

Resumen

En esta prctica realizada en el laboratorio, se determinaron la existencia de zonas catdicas yandicas en diferentes materiales metlicos como cobre (Cu), zinc (Zn), hierro (Fe), y acero. Seemplearon lminas de acero, puntillas de acero, pares galvnicos compuestos por los diferentesmetales y celdas de concentracin. Cada uno de estos materiales tuvo un comportamiento diferente

cuando se sumergieron en una solucin compuesta por NaCl, agar-agar, fenolftalena y ferrocianuro.El cambio se pudo percibir de forma visual en cada uno de los diferentes materiales, en los cuales se

presenta el tipo de corrosin electroqumica, la cual implica transporte de electrones a travs de unelectrolito. La causa ms frecuente de esta corrosin se debe al contacto de dos materiales diferentes,

por unin de dos metales diferentes, presencia de fases diferentes de una misma aleacin, entre otras.

Abstract

In this practice carried out in the laboratory, was determinated cathodic and anodic areas in differentmetallic materials such as copper (Cu), zinc (Zn), iron (Fe), and steel. Were employed steel sheets,steel nails, a galvanic couple comprised of different metals and concentration cells. Each of thesematerials has a different behavior when immersed in a saline solution composed by agar-agar,

phenolphthalein and ferrocyanide. The change could be perceived visually in each of the differentmaterials, in which is presented the electrochemical corrosion type, which involves electrontransport through an electrolyte. The most frequent cause of this corrosion is by contact of twodifferent materials, by joining two different metals, the presence of different phases of the samealloy, among others.

Palabras clave: Corrosin, celdas de concentracin, par galvnico, fenolftalena, ferrocianuro, agar-agar, electrolito, zonas andicas y catdicas, aleacin.

1 Cdigo: 20935592 Cdigo: 2093507


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1. Introduccin

Podemos definir el trmino corrosin como la

transformacin indeseable de un materialcomo consecuencia de la presencia de agentesagresivos en el medio que lo rodea. Se llaman

agentes agresivos a aquellos que producen lacorrosin, estos pueden ser: la atmsfera, el

agua de mar, el aire hmedo, los vaporescidos, etc. El fenmeno de corrosin seextiende a todos los materiales; pero

solamente se tendr en cuenta la corrosinmetlica en este trabajo.

Todos los metales pueden ser usados siempreque su velocidad de deterioro seaaceptablemente baja. De este modo encorrosin se estudia la velocidad con que se

deteriora los metales y las formas en quedicha velocidad puede ser controlada.

2. Marco Terico

2.1 Par Galvnico

Se denomina par galvnico al formado por

dos partes distintas de una superficie metlica

o de dos metales distintos, que en contacto

con un electrlito, tienen una diferencia de

potencial, por lo que se forma una pilagalvnica en la que el nodo se corroe

mientras que el ctodo no sufre corrosin.

El flujo de corriente es del nodo al ctodo,

esto ocurre en el electrlito por medio de

iones y en el metal por medio de electrones.

Al formarse el par galvnico el nodo se

polariza positivamente y el ctodo se polariza

negativamente.

A mayor diferencia de carga ms rpida es la

corrosin del material ms electronegativo.

2.2 Celda de concentracin

Es una celda electroqumica que tiene dos

semiceldas equivalentes del

mismo electrolito, que slo difieren en

las concentraciones.

La corrosin galvnica por celdas deconcentracin ocurre cuando hay dos o ms

reas de una superficie de metal que estn encontacto con diferentes concentraciones de la

misma disolucin.

La accin de estas celdas a menudo conducea un ataque localizado, tal como picaduras o

corrosin bajo tensin.

2. Materiales

Solucin agar-agar que contiene 3%NaCl

Solucin ferrocianuro de potasio al5%

Solucin de fenolftalena

Puntillas de acero recubiertas y con lacabeza deformada

Lminas de zinc, acero y cobre

Discos de acero

Cable elctrico

Vaso de precipitados de 600 mL

Plancha de calentamiento

Agitador

Vidrios de reloj

3. Procedimiento

El objetivo de la prctica es identificar zonas

andicas y catdicas en los diferentes metalesutilizados en el laboratorio. Para esto serealiz el siguiente procedimiento:


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Se prepar una solucin tomando un vaso de

precipitado de 600 mL y se agregaron 18 grde Cloruro de Sodio. Una vez preparada esta

solucin se llev a una plancha decalentamiento, y posteriormente se agregaron10 mL de ferrocianuro de potasio y 2 mL de

fenolftalena. Se agit la solucin hastahomogenizar y se aadieron 7 gr de polvo de

agar-agar.

Previamente se haban preparado los metales;

este proceso consisti en lijar la superficie detodos los materiales (lminas, puntillas, pares

galvnicos, etc.) con el propsito de eliminartoda la herrumbre, polvo y restos de otrosreactivos presentes.

Estos materiales se dispusieron en 4 vidrios

de reloj, y se llenaron hasta el tope con lasolucin completamente homognea de agar-

agar (verificando que no se hubieran formadogrumos)

Las configuraciones de material-solucin sepresentan a continuacin:

1) Configuracin Lmina-gota

Figura 1. Lmina y disco de Fe con gotas desolucin salina de agar-agar

2) Configuracin 1

Figura 2. Vidrio de reloj con los paresgalvnicos en distintas uniones (cable yremache)

3) Configuracin 2

Figura 3. Vidrio de reloj con los metalesseparados

Configuracin 3

Figura 4. Vidrio de reloj con puntillas


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Configuracin 4

Figura 5. Vidrio de reloj con un par galvnicoFe-Zn y lminas de Zn y Fe por separado

4. Resultados4.1 Configuracin Lmina-Gota de solucin

Se agregaron varias gotas de la solucinpreparada en la superficie de la lmina.Transcurrieron varios minutos y la solucintom inicialmente dos colores: amarillo y

azul.

En las figuras 6 y 7 se puede apreciar que elcolor amarillo apareci en la parte exterior de

la gota y el color azul apareci hacia elinterior de la misma.

Figura 6. Lmina de Fe con gotas de

solucin.

Posteriormente apareci un color rosado en la

parte exterior de las gotas. En algunas gotasla coloracin azul reemplaz casi por

completo a la amarilla, distribuyndosediametralmente los colores.

Figura 7. Disco con gotas de solucin en lasuperficie.

4.2 Configuracin 1

Dentro del vidrio de reloj se agregaron:

a) Un par galvnico Fe-Zn (cable azul)b) Un par galvnico Fe-Cu (cable rojo)

c) Un par galvnico Fe-Cu (unido conremache)

a

b

c


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En el par galvnico a) se pudo apreciar una

formacin del color rosado en las uniones delcable con el metal, y en el Zn, esta coloracin

se produce porque ocurre una reaccin redoxdonde el Fe es el agente oxidante y el Zn elagente reductor.

En el par galvnico b) la formacin rosada se

pudo apreciar en la lmina de Fe, para estepar el ocurre una transferencia del Fe hacia elCu, permitiendo la oxidacin del Fe. A este

proceso se le conoce como corrosingalvnica.

En el par galvnico c) se tiene Fe-Cu perounidos por un remache, ocurre la el mismo

proceso que en el par galvnico b) pero ahorala transferencia de electrones ocurrir por

contacto directo de los materiales y no pormedio de un cable, esta transferencia se

detendr cuando no haya una solucin liquidaque permita la disolucin de los iones de Cuy los iones de Fe.

4.3 Configuracin 2

Dentro del vidrio de reloj se aadieron lossiguientes materiales:

a) Lmina de Zn

b) Lmina de Cuc) Lmina de Fed) Lmina de Zn (ms pequea)

Se pudo apreciar que en el material a) y d) no

ocurri algn tipo de reaccin que permitieraque el material se corroyera, debido a que el

Zn no estaba en contacto con otro material

para poder realizar una transferencia deelectrones que permitiera la oxidacin del

mismo.En el material b) se puede apreciar que noocurre ningn tipo de coloracin ni en los

alrededores ni en la placa de Cu, esto se debea que no hay contacto con otro metal para que

pueda ocurrir una reaccin tipo redox.

En el material c) Se observ claramente la

formacin de la coloracin rosada muy cercaal borde del vidrio del reloj.

4.4 Configuracin 3

Se agregaron 3 puntillas dentro de la solucinpreparada. Dos de las puntillas estaban con la

cabeza deformada.

Se observa que en todas ellas, la formacin

del color rojo se da en las cabezas de laspuntillas y la formacin azul se presenta en

las puntas.

4.5 Configuracin 4

Se aadi a la solucin de agar-agar en elvidrio de reloj:

b

c

da


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a) Un par galvnico Fe-Zn (unido conremache)

b) Lmina de Znc) Lmina de Fe

Para el par galvnico Fe-Zn una reaccin dexido reduccin donde el Fe cede electronesal Zn, debido al deterioro del material y que

sus superficies no se encuentran en perfectoestado, los dos materiales tienden a corroerse.

Para el caso de la lmina de Zn ocurre unasemirreacin que permite que el mismo oxido

que esta produce acte como capa protectora.

5. Anlisis de Resultados

5.1 Configuracin Lmina-Gota

En la figura podemos observar la formacin

de los tonos: amarillo, azul y rosado, en lasuperficie de la gota.

Las semi-reacciones (electroqumicas) queocurren son:

a) Oxidacin:

Fe = Fe2+ + 2e-

El Fe(II) en presencia del ferricianuro, atravs de una reaccin qumica, forma un

precipitado azul de ferricianuro ferroso:

3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- = Fe3[Fe(CN)6]2

b) Reduccin:

O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-

Que es identificable por el color caractersticode la fenolftalena rosado en presencia de

iones OH- (que es tambin una reaccinqumica),

Es preciso especificar que hubo un lapso detiempo entre la formacin de las coloraciones

amarilla y azul, hasta la coloracin rosada.Esto puede deberse a dos factores

principalmente:

a) EL metal no estaba lo suficientemente

limpio para que la reaccin fuera inmediata;pueden haber quedado restos de herrumbre

del experimento anterior, lo que afectara eltiempo de reaccin, evidenciado en lacoloracin rosada.


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b) El tiempo de exposicin del material al

aire (exposicin de O2); se requiere de untiempo adecuado para que se desarrolle la

coloracin rosada

5.2 Configuracin 1

En esta configuracin se tenan diferentes

pilas galvnicas en las cuales ocurra unproceso de corrosin galvnica y por endeuna reaccin de xido reduccin. En los dos

tipos de pilas se observ que el Fe actuabacomo agente oxidante.

En el par galvnico Fe-Cu los iones de Cu sedepositan como Cu metlico sobre elelectrodo del Cu y el Fe se disuelve y a suvez se corroe al otro lado y se incorpora a lasolucin como Fe+2. La semirreaccin que

ac ocurre es:

Cu+2

+Fe Fe+2

+Cu

-Para el caso del Fe-Zn , el Zn es el nodo

que se corroe y el Fe acta como ctodo, estose debe a la diferencia de potencial entre los

dos metales. La semirreaccin que ocurre es:

Fe+2+Zn Zn+2+Fe.

-En el par galvnico Fe-Cu unido por el

remache, ocurre una transferencia deelectrones que a diferencia del primer pargalvnico ocurre por contacto directo entre

los metales y no por un cable.

5.3 Configuracin 2

En esta configuracin se pudo observar que alas lminas de Cu y Zn no les aparececoloracin alguna a sus alrededores o sobre la

lmina, a diferencia de la lmina de Fe que sitoma parches de color azul y fucsia, estos

colores hacen referencia a zonas catdicas yandicas que tiene el material, y se presentan

por el deterioro que este tiene, ya que su

superficie no est completamente lisa ycuando se presentan puntos o zonas demayor tensin mecnica, estas actuarncomo nodo mientras que las zonas quepresentan menores tensiones lo harn comoctodo

5.4 Configuracin 3

6. Conclusiones

Se ha podido comprobar que durante elproceso de corrosin de un metal estn

involucradas reacciones de oxidacin yreduccin en el sustrato metlico,

generndose en forma espontnea zonascatdicas y andicas en una misma pieza demetal.

FIGURA EJEMPLO

Figura 1. Ejemplo de Figura

Es importante reservar una zona al pi de la

primera columna (ver ejemplo) para insertar los

datos de la edicin del artculo, que sern

indicados a los autores en cuanto se remita y

acepte el artculo formateado. Estos datos se

incluirn, como en el ejemplo, en Times-8,

cursiva.

Para cualquier duda con el estilo, consultar al

editor([email protected]).

3. Informacin para Autores

En esta seccin se da diversa informacin sobre

las aportaciones a remitir a la revista.

3.1. Tipos de Aportaciones

La revista "Inteligencia Artificial" publica

colaboraciones, monografas, artculos cientfico-
mailto:[email protected])mailto:[email protected])mailto:[email protected])mailto:[email protected])


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tcnicos (investigacin bsica, aplicada, de

desarrollo de aplicaciones o proyectos, etc.), o

resmenes en el rea de la Inteligencia Artificial.

3.1.1. Colaboraciones

'Inteligencia Artificial' publica colaboraciones

relativas a noticias, actividades e informacin de

grupos de investigacin, calls for papers,

celebracin de congresos o seminarios, resmenes

de tesis doctorales, referencias bibliogrficas o de

productos, informes, resmenes, etc., que le sean

remitidas. Para ello, es preferible un medio

electrnico, mediante e-mail a

[email protected], o en su defecto, pueden

dirigirse por escrito al editor.

El formato es libre, aunque es preferible un

formato editable WORD, RTF o ascii.

Posteriormente, la colaboracin ser formateadasegn el estilo de la revista.

3.1.2. Monografas

Las monografas corresponden a un conjunto de

artculos sobre un rea especfica de la IA, cada

uno de los mismos realizado por autores

diferentes. Estos artculos debern cubrir un

amplio espectro del rea tratada.

Las solicitudes para coordinar la edicin de un

monogrfico especial sobre un tema determinadodeben dirigirse al editor de la revista indicando el

tema del monogrfico. El coordinador de la

monografa se encargar de la peticin y seleccin

de los artculos correspondientes a la monografa.

3.1.3. Artculos Cientfico-Tcnicos

La revista publicar artculos cientfico-tcnicos

de un alto nivel de calidad, garantizado tras el

correspondiente proceso de revisin. En este

proceso de revisin se primar la originalidad,

significancia, inters y calidad de la aportacin.

La publicacin de artculos cientfico-tcnicos se

efectuar tanto en la edicin en papel con en la

edicin de la revista en formato electrnico (libre

acceso por internet). Los ficheros disponibles por

internet sern ficheros no editables. Por ello, los

autores expresamente aceptan la cesin de los

derechos de publicacin a favor de AEPIA.

Las temticas de publicacin son todas las reas

de la Inteligencia Artificial, por ejemplo:

- Algoritmos Genticos

- Aplicaciones de la Inteligencia Artificial.Diseo de Evaluacin de Aplicaciones

- Aprendizaje Automtico

- Arquitecturas de Sistemas Inteligentes.Entornos y Herramientas de IA.

- Bsqueda. Heurstica.

- Ingeniera del Conocimiento (Adquisicin,Representacin, Reutilizacin y

Comparticin de Conocimientos)

- Inteligencia Artificial Distribuida y SistemasMultiagente

- Inteligencia Artificial en Tiempo Real

- Modelos Computacionales y Lgicos para laResolucin de Problemas

- Planificacin y Scheduling

- Procesamiento de Lenguaje Natural.Traduccin Automtica

- Razonamiento Temporal, Espacial, Causal,Cualitativo, Basado en Modelos

- Razonamiento Impreciso e Incierto

- Reconocimiento del Habla

- Redes Neuronales

- Revisin de Creencias y Razonamiento nomontono

- Robtica

- Satisfaccin de Restricciones

- Sistemas Inteligentes para la Enseanza yAprendizaje

- Visin Artificial. Reconocimiento yProcesado de Imgenes),

- Etc.,

tanto desde aspectos bsicos como aplicados.

No existen restricciones sobre el idioma aunque,

por su mbito de publicacin, es preferible el

castellano. En la remisin puede utilizarse el

color, pero debe tenerse en cuenta que la

publicacin en papel ser monocroma.

Igualmente, no debera abusarse en los textos en

negrita dentro del texto general del artculo.
mailto:([email protected]:([email protected]


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Las aportaciones deben ser originales y no deben

haber sido publicadas previamente ni estar sujetas

a revisin en otra publicacin. Sin embargo,

pueden publicarse revisiones de aportaciones

previamente presentadas en congresos o

workshops de mbito restringido.

Como norma muy general, los artculos deben

tener tres partes fundamentales:

1.Introduccin al tema tratado, donde secontrasten diversas aportaciones previas en el

rea, se cite la bibliografa relevante y se

enmarque, justifique e identifique la aportacin

que se presenta,

2.Presentar claramente la aportacin, justificandosuficientemente cada nuevo aspecto que se

introduzca, ilustrndola con los ejemplosadecuados y, en su caso, con los resultados

experimentales correspondientes

3.Resumir los aspectos tratados e identificar laslneas futuras o aspectos pendientes en el rea.

En cualquier caso, se ruega siempre la mayor

concrecin y claridad de exposicin.

3.1.4. Resmenes, Recopilatorios o Surveys

Como un tipo especial de artculos a publicar en la

revista se sitan los que tratan la descripcin

general de una temtica o tcnica especfica de IA

(surveys), sin una aportacin especfica al rea.

Este tipo de aportacin deber quedar claramente

identificada tanto en el resumen del artculo, como

en la propia introduccin del mismo. Los pasos

para la remisin y publicacin de estos surveys

son exactamente los mismos que para los artculos

cientfico-tcnicos. Sin embargo, el proceso de

revisin considerar fundamentalmente la

correccin y claridad de la presentacin.

3.2. Envo de Artculos

Los pasos para la publicacin de un artculo

cientfico-tcnico son:

4.Rellenar y enviar el formulario correspondiente,donde se indique el ttulo, autores, rea temtica,

etc. Es necesario rellenar TODOS los campos

marcados con *.

5.Remitir el fichero que contiene el artculomediante mail-attachment al editor en formato

PDF o PostScript. Solo el envo de un fichero

comprimido y que el tamao no exceda 1 Mb. No

remitir copias por escrito. Una vez recibido se

remitir por parte de la revista un reconocimiento

de la recepcin. Si no fuera as, contactar con el

editor.

6.Revisin del artculo. Normalmente esto llevarde 5 a 9 semanas. El resultado de la revisin

puede ser: (i) aceptar, (ii) aceptar con pocas

correcciones y sin posterior revisin, (iii) sugerir

revisiones sustanciales con posterior revisin, y

(iv) rechazar. Los casos (i y ii) suponen pasar al

paso 4 y el caso (iii) supone volver al paso 2.

7.Una vez un artculo sea aceptado, deber serformateado por el autor segn el estilo definido en

la revista (ver Pgina de Estilo) y enviado al

editor), para la revisin/aceptacin del formato. Se

debe respetar al mximo el estilo indicado. Elfichero que se remita del artculo formateado debe

ser nicamente formato PostScript o PDF (ambos

no editables), de forma que no se efectuar ningn

proceso de formateado en la revista.

8.Una vez que sea aceptado el formato delartculo, el editor enviar al autor los datos finales

de edicin (n en el cual se publicar, ao y

pginas correspondientes). Estos datos debern ser

incluidos por el autor como pi de pgina solo en

la primera pgina del artculo (Times, 8pt.,

Negrita, Cursiva, Alineacin Izquierda), segn el

ejemplo contenido en estas hojas.

9.Una vez incluidos los datos de edicin, el autordeber remitir dos ficheros mediante mail-

attachment al editor El primero de ellos contendr

la versin final completa del artculo (en formato

PostScript o PDF, o ambos), el segundo fichero

contendr, en texto ascii, nicamente un resumen

del mismo (el resumen contenido en el artculo).

Con ello se finalizar el proceso de publicacin,

tanto en la versin de papel, como en la versin

electrnica.

10. La publicacin electrnica del artculo enformato PostScript o PDF, o ambos ser inmediata

en las pginas electrnicas de la revista. Lapublicacin del artculo en la versin en papel se

producir en el nmero indicado en los datos de

edicin anteriores. El artculo no deber ser

publicado por ninguna otra publicacin. El primer

autor del artculo recibir una copia de la revista

en papel sin ningn coste. Para ejemplares

adicionales, dirigirse al editor. Adicionalmente, se

sugiere que los autores incluyan un enlace a la
http://aepia.dsic.upv.es/revista/estilo.htmlhttp://aepia.dsic.upv.es/revista/estilo.htmlhttp://aepia.dsic.upv.es/revista/estilo.html


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publicacin electrnica del artculo residente en

las pginas de la revista en sus propias pginas.

En todo este proceso, se asume que el autor acepta

implcitamente la publicacin, tanto en papel

como electrnicamente (a travs de libre acceso

por internet), del artculo enviado, debe transferirtodos los derechos necesarios, a la revista editora.

Agradecimientos

Los Alumnos de la asignatura:

________________ del II-2005, desean expresar

su agradecimiento a la Universidad de Pamplona

por todo el apoyo recibido durante el desarrollo

del curso....

ReferenciasLa referencias deben ser claras y completas,

prefirindose material pblico y fcilmente

accesible [Martnez00]. Como ejemplos (no

excluyentes) de referencia bibliogrfica:

[Martnez00] J. Martinez, L. Prez.

'Instrucciones de Estilo para los Autores'.

Inteligencia Artificial, 20. pp. 30-54. Ed.

AEPIA. (2000).

[Martnez et al. 00] J. Martinez, L. Prez.

'Instrucciones de Estilo para los Autores'.Inteligencia Artificial, 20. pp. 30-54. Ed.

AEPIA. (2000).

Igualmente deben indicar las pginas Internet que

fueron consultadas.

www.ifac.com

www.isa.com
http://www.ifac.com/http://www.ifac.com/http://www.isa.com/http://www.isa.com/http://www.isa.com/http://www.ifac.com/

Lab 1 Zonas Anódicas y Catódicas

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