Diagrama De Evans

1. Experiencia: DIAGRAMAS DE POTENCIAL –CORRIENTE PARA UNA PILA DE CORROSIÓN

Introducción

El sistema formado por un metal que se corroe sumergido en un electrolito es equivalente al funcionamiento de una pila en cortocircuito. La reacción anódica sería la disolución del metal M→Mn++ne-, mientras que la catódica depende de las especies que se encuentren en disolución. En medio acuoso y en ausencia de otros oxidantes, la reacción catódica suele ser o bien la reducción de oxígeno o bien la descarga de hidrógeno. En estas condiciones, tanto la reacción anódica como la catódica se producen en la superficie del metal que se corroe y, por tanto, la velocidad de corrosión no puede medirse directamente.

Si estas reacciones ocurren sobre dos piezas metálicas diferentes, la velocidad de corrosión puede evaluarse por el método de Evans. Este método consiste en unir las dos piezas de metal a través de una resistencia variable y medir tanto la intensidad que recorre el circuito exterior como el potencial de cada pieza. Al disminuir manualmente la resistencia, la corriente que circula aumenta, pudiéndose trazar las curvas de polarización de ambos metales. La prolongación de los tramos rectos en la representación proporciona las características de funcionamiento del sistema en cortocircuito, es decir cuando los metales se encuentran en contacto. La intensidad y el potencial de corrosión pueden obtenerse gráficamente de este modo.

Descripción de la experiencia

Se conectan placas de acero al carbono y magnesio mediante una resistencia variable en una solución salina (NaCl 3%) midiéndose la corriente que circula por el circuito y el potencial de cada metal, para construir posteriormente un diagrama de potencial-corriente (Diagrama de Evans).

Reacciones

Tabla de potencial

SEMIRREACCIÓN POTENCIAL DE REDUCCIÓN (V)

Mg2++2e-→Mg -2.37

Fe2++2e-→Fe -0.44

O2+2H2O+4e-→4OH- +0.40

-Descripción de la zona anódica:

Ánodo: Mg→〖Mg〗^(2+)+2e^-

-Descripción de la zona catódica:

Cátodo: O_2+2H_2 O+4e^-→4〖OH〗^-

〖Fe〗^(2+)→Fe+2e^-

Diagrama de Evans

E Mg (mV) E Fe (mV) I (mA) R (ohm)

-1.533 -1.223 7.00 0

-1.523 -1.216 6.46 5

-1.525 -1.207 6.04 10

-1.529 -1.194 5.36 20

-1.531 -1.183 4.81 30

-1.533 -1.173 4.38 40

-1.536 -1.165 4.02 50

-1.539 -1.150 3.47 70

-1.543 -1.132 2.89 100

-1.545 -1.114 2.37 140

-1.549 -1.094 1.87 200

-1.551 -1.069 1.41 300

-1.556 -1.036 0.95 500

-1.555 -0.991 0.54 1000

-1.562 -0.882 0.06 9999

Circuito abierto:

EMg= -1.553, EFe= -0.793

En un circuito bajo control de resistencia el Diagrama de Evans será de la siguiente manera

Conclusiones:

Notamos que la oxidación se da en el magnesio, mientras que quien se reduce no es el acero al carbono (Fe) sino el oxígeno disuelto en la solución, esto se comprueba teóricamente mediante potenciales de reducción sacados de tablas, donde el potencial de reducción mayor es el del oxígeno, por lo que este se reduce y, por lo tanto el magnesio se oxida pasando de Mg a Mg2+.

Experimentalmente se nota un burbujeo alrededor del clavo de acero al carbono, lo que demuestra la reacción del oxígeno. Si echáramos fenolftaleína podemos predecir que alrededor del clavo se teñirá de color rojo grosella.

El potencial de corrosión es diferente para ánodo y cátodo.

La resistencia variable es el factor que condiciona la intensidad de corrosión

Ec-Ea=Icorr*R

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