Fundamentos de corrosión Heidis P. Cano C. PhD Polarización y sobretensión, Curvas de polarización reales y aparentes: diagrama de Evans. Fundamentos de corrosión Heidis P. Cano C. PhD

polarización Por el simple hecho de interferir en una reacción, se le fuerza a desplazarse de su estado estacionario en una dirección determinada. Se dice que se “ POLARIZA” en esa dirección. La polarización cambia las magnitudes eléctricas que intervienen en el proceso electroquímico, rompiendo el equilibrio que se da en el Ecorr entre las corrientes de Oxidacion y de reducción, obligando al metal a adoptar otro potencial.

Polarización: ŋ= E-Ecorr ŋ’= E-Eq Es decir que la polarización es el cambio en el potencial de un electrodo a medida que la corriente fluye de o hacia él. Si se analizan reacciones en equilibrio, interesa el desplazamiento impuesto a los potenciales de equilibrio por el paso de una corriente, desplazamiento que, en este caso, recibe el nombre de SOBRETENSION, ŋ’ ŋ’= E-Eq Polarización y sobretensión son conceptos físicos muy parecidos, en ambos casos se trata de una variación de potencial forzada por una paso neto de corriente.

Existen diversas causas de la polarización entre ellas consideraremos: a) Concentración iónica localizada en las zonas anódicas y catódicas aumentada o disminuida debido a que la difusión de iones en un medio líquido es lenta. b) Películas de superficie. Las películas de superficie pueden estar presentes desde antes del instante en que el metal y medio se pongan en contacto pero también pueden formarse posteriormente como productos de las reacciones de corrosión. Las sustancias que las constituyen pueden ser sólidas (por ej: un producto anódico insoluble, digamos, un óxido) o gaseosas (por ej: películas o aún burbujas de gases como oxígeno o hidrógeno). Estas películas disminuyen o impiden la difusión de iones o sustancias sin carga que forman parte den las reacciones de corrosión(por ej: la llegada de gas oxígeno). Si el electrodo se recubre completamente por una película de este tipo, la corrosión ya no puede proseguir y entonces se dice que el metal está pasivado. c) Existen otras causas de polarización y las cuales suelen actuar simultáneamente y la contribución individual de cada una de ellas no es fácil de estimar.

Ensayos de polarización Para estimar la intensidad de corrosión Icorr (o la densidad de corrosión icor), es preciso imponer una alteración al sistema, que rompa la equivalencia. Esto se logra “ por medio de experiencias de polarización, forzando el desplazamiento del potencial de la situación de reposo, de forma que instrumentalmente, se mide una corriente neta total: It= Ia – IIcI = f(E) A esta relación entre el potencial impuesto y la intensidad medida (o viceversa) se le conoce por curva de polarización del sistema. La equivalencia entre las semireaciones de reducción y oxidación en cua,quier sistema metal/medio en su potencial de reposo,Ecorr impide la medida directa de la velocidad de corrosión.

La corrosibilidad de un material metálico es tanto mayor cuanto mayor sea la alteración del sistema ante una agresión dada. El metal más resistente será aquel que, para una misma corriente impuesta, sufra mayor polarización

Curvas de Polarización Las curvas de polarización muestran la interdependencia entre el potencial de electrodo y la intensidad de corriente (relaciones i vs. E). Las curvas de polarización pueden determinarse aplicando una corriente constante y midiendo el potencial, repitiendo este procedimiento para diversos valores de corriente y midiendo en cada caso el nuevo potencial alcanzado. Otra forma de determinar la relación i-E es aplicando un potencial constante y determinando la forma en que varía la corriente.

Curvas de polarización anódica. (E-log i) Formas posibles que puede tomar una curva de polarización anódica Curva 7: Si el óxido pasivante es buen conductor de electrones una vez alcanzado el potencial de desprendimiento de oxígeno, la solución comenzará a descomponerse y se notará aumento en la corriente de corrosión. Si el potencial se puede mantener entre los valores 3 y 8 la corrosión será despreciable y se dice que hay protección anódica. Curva 6: por encima de cierto potencial cuando hay presentes ciertos iones”agresivos” cloruros, nitratos, bromuros, etc. La película pasivante puede perder estabilidad y se produce un fenómeno de corrosión localizada, el picado y lo presentan metales tales como el hierro, cromo, etc. (El picado crea problemas muy serios). Curva 5: cuando la película pasivante está formada por elementos que pueden oxidarse a una valencia mayor y dar productos solubles, se nota también un aumento de la corriente acompañado por disolución del metal. Este fenómeno se conoce como transpasividad, y lo presentan elementos tales como el cromo, o el manganeso, así como las aleaciones de que forman parte. Si la película pasivante es aisladora, al aumentar el potencial el óxido pasivante irá aumentando su espesor sin que se note un aumento importante de la corriente es la zona 3-4. (por ejemplo: Al, Zr, Te, etc). En la zona 2-3 aparece una zona de pasividad (sobre el metal se forma una película muy delgada de óxido que dificulta su disolución). En la zona 1-2 se dice que el metal se disuelve en forma activa.

Curvas de polarización catódica. (E-log i) Las características más frecuentes de las curvas de polarización catódica son las indicadas en la figura:

Caso practico

Resultados

Resultados

Resultados

Resultados Recomendaciones: 1. no realizar conexiones eléctricas entre metales de tan diferentes características. 2. En caso de que n ose puedan evitar tales conexiones, realizarlas en ambientes secos

Curvas de polarización reales y aparentes:

Teniendo que recurrir a experiencias de POLARIZACIÓN PARA PODER ESTIMAR LA Icorr por vía electroquímica

La CURVA APARENTE , resulta de representar la intensidad medida, It, frente al potencial. La CURVAS REALES, representativas de los procesos reales de disolución metálica y de reducción de oxigeno, Son las que reflejan verdaderamente el fenómeno de la corrosión.

DIAGRAMAS 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. Donde se cortan las dos curvas queda determinado el potencial de corrosión y la intensidad de corriente de corrosión.

Caso practico