CONOCER POR MEDIO DE UN EXPERIMENTO DE LABORATORIO EL PROCESO DE OXIDACION-CORROSION DEL ACERO

República Bolivariana de Venezuela[pic 1]

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional

5to Semestre- Ingeniería Civil D-01

UNEFA-Sede-Chuao

Catedra: Materiales y Ensayo

CONOCER POR MEDIO DE UN EXPERIMENTO DE LABORATORIO EL PROCESO DE OXIDACION-CORROSION DEL ACERO.

Profesora:                                                                                                                        Alumno:

MARIA LUISA MARQUEZ.                                                                   JOSE A. ESPINOZA Q.

                                                                                                                                        26.376.038

Caracas 22 de Marzo del 2018

Objetivo General

Estudiar el proceso de oxidación-corrosión del acero por medio de un experimento de laboratorio, para conocer el comportamiento de dicho material cuando este se somete a diferentes sustancias químicas y evaluar qué tiempo tarda el proceso ya antes mencionado.

Planteamiento del problema

El problema

Durante muchos años nuestra sociedad de consumo ha exigido mejores condiciones de vida paralelas a sus necesidades crecientes y esto ha generado un formidable desarrollo industrial al cual se le ha invertido mucho tiempo de estudio en el diseño y construcción de plantas, equipos e instalaciones industriales de procesos para la síntesis y manufactura de productos que satisfagan dichas necesidades. Hoy día con día se desarrollan nuevos procesos, nuevos productos, nuevas necesidades las cuales ponen a prueba la creatividad e inventiva del hombre. Para estos procesos se requiere de instalaciones eficientes con éxitos productivos y económicos que por tal motivo se requieren fuertes inversiones de capital. Esto justifica establecer programas de prevención contra incendios, terremotos, explosiones y de mantenimiento y control de corrosión.

Es un hecho común el observar la gradual destrucción de los materiales de construcción utilizadas en la fabricación de maquinaria, equipos, tanques y tuberías.

Uno de los factores que limitan la vida de las piezas metálicas en servicio es el ataque fisicoquímico que sufren por el medio que las rodea. Los dos componentes básicos del aire son el

Nitrógeno (78%) y el oxígeno (21%) y ambos tienen influencia sobre el medio. El nitrógeno apenas es activo, pero el O2 es el responsable máximo de casi todos los procesos de oxidación y corrosión que se dan en los materiales expuestos a su acción. Dependiendo de la forma de actuar, el oxígeno puede hacerlo:

• En ambiente seco y cálido, así se provoca la oxidación.
• En ambiente húmedo y se origina la corrosión.

La lucha contra la corrosión es un problema complejo que origina fallos en las instalaciones

Ocasionando elevadas cuantías económicas y enormes dificultades porque depende de varios

Factores y cada caso requiere una solución diferente. Los mecanismos de deterioro son diferentes

Según se trate de materiales metálicos, cerámicos o polímeros.

Hipótesis

Hipótesis principales han sido que el hierro se oxida mucho más fácil en presencia de:

• Oxigeno
• Humedad (vapor de agua)
• Salitre (sal común)
• Medio acido

Materiales

Para el experimento se utilizó los siguientes materiales:

1. 3 Frascos transparente de vidrio (Frascos de compota)

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1. 3 Clavos de acero

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1. Agua (H2O)

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1. Vinagre

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1. Naranja

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1. Sal

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1. Orina

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Procedimiento para la elaboración del experimento

1. Se tomó un primer Frasco de vidrio  y lo identificamos con el numero 1 dándole el nombre de “Vació”, seguidamente se le introdujo un clavo de acero.

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Frasco Nro. 1

 “VACIO”

1. En el segundo frasco de vidrio lo identificamos con el número 2, le introducimos el clavo de acero seguidamente  añadido a este 50% de agua(H2O) y 50% de Vinagre, llamando a este frasco “ Agua y  Acido 50/50”.

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Frasco Nro. 2

“AGUA  ACIDO 50/50”

1. Por último se tomó el tercer frasco de vidrio  identificándolo con el número 3, al igual que a los 2 frascos pasados se le introdujo el clavo de acero  y a su vez se le agrego  jugo de  naranja, sal y orina. Dándole el nombre de “contaminado”

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Frasco Nro. 3

“CONTAMINADO”

Marco Teórico

• Oxidación: Es un proceso en el cual el metal interactúa con otros elemento como el  Oxígeno, sulfato, carbonato, entre otros. La oxidación es un fenómeno en el cual un elemento o compuesto se une con el oxígeno, aunque rigurosamente hablando, la oxidación como tal se refiere al proceso químico que implica la pérdida de electrones por parte de una molécula, átomo o ion. Cuando esto ocurre, decimos que  la sustancia ha aumentado su estado de oxidación.

Procesos de oxidación: El fenómeno de oxidación viene dado al ceder electrones el elemento que se oxida al elemento oxidante, esto es, diremos que ocurre cuando un átomo inestable pierde un electrón, lo que permite que el átomo forme un compuesto nuevo con otro elemento.

Material + Oxigeno → Oxido de material +- Energía

• Si es +, la reacción es exotérmica → formación del óxido.
• Si es -, la reacción es endotérmica → será de difícil oxidación.

Esta reacción global, para la formación del óxido, M + 1/2O2 → MO, puede descomponerse en

Dos parciales:

• Una de oxidación (perdida de electrones): M → M2+ + 2e-
• Una de reducción (ganancia de electrones): 1/2O2 + 2e- → O2- 

El elemento oxidante por excelencia es el O2, aunque también la provocan el Cl2, S2, H2, Br2,

SO2, SO3, CO y CO2. Existían muchos ejemplos conocidos de esto. El hierro se enmohece y el

Carbón arde. En el enmohecimiento, el oxígeno se combina lentamente con el hierro formando oxido ferroso (Fe2 O3); en la combustión, se combina rápidamente con el carbón para formar CO2.

La observación de estas reacciones origino los términos oxidación “lenta” y "rápida”. La oxidación se definió como el proceso mediante el cual hay pérdida aparente de electrones de un átomo o ion.

Tipos de Oxidación

Oxidación lenta: Procesos oxidación lenta están presentes en nuestro día a día, algunos a simple vista y otros haciendo invisiblemente parte de nuestra vida. Por ejemplo, podemos registrar oxidación en la corrosión de metales como el hierro en contacto con el agua, y en distintos procesos biológicos, como la respiración, la fotosíntesis de las plantas, la oxidación de la glucosa o de los ácidos grasos, y la fermentación de variadísimas sustancias, como lácteos o alcoholes.

Oxidación rápida: Los procesos de oxidación rápida son mucho más evidentes e impresionantes; ocurren durante una reacción química conocida como combustión y suelen generar una enorme cantidad de calor y, como consecuencia, aumentos considerables de temperatura y llamas. Los hidrocarburos son emblemáticos para apreciar este tipo de combustiones.

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Oxidación

• Corrosión: En este caso especial de oxidación en el que al encontrarse en un ambiente húmedo y conductor de la electricidad, la capa del óxido no se deposita sobre el  material protegiéndolo del avance de la oxidación, sino que este se disuelve (se corroe). La corrosión se define como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico producido por el entorno  de trabajo  

Otra definición es que  La corrosión no es más que una reacción química producto de la unión del metal con el oxígeno, es decir, la corrosión es un deterioro observado en un objeto metálico a causa de un alto impacto electroquímico de carácter oxidativo y la velocidad degenerativa de dicho material dependerá de la exposición al agente oxidante, la temperatura presentada, si se encuentra expuesto a soluciones salinizadas (conjugadas con sal), y por ultimo de las propiedades químicas que posean estos agentes metálicos; el proceso de corrosión es totalmente espontaneo y natural, también pueden presentar este proceso materiales que no sean metálicos.

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