La
mayoría de los materiales experimentan deterioro con el tiempo y las
inclemencias del mismo. Cuando esto sucede cambian sus propiedades.
Para evitar los gastos que requiere solucionar el problema de deterioros mayores y muchas veces perdidas de
vida, deberíamos conocer porqué se
produce la corrosión y como se evita o minimiza.
CORROSIÓN
La corrosión es un proceso destructivo que ocasiona grandes pérdidas materiales, riesgos para la salud y la vida, contaminación ambiental, etc.
Las
tecnología,
la física, la química, la metalurgia , deben aportar sus especialistas para
el estudio de estos temas y poder predecir el
comportamiento de los materiales a corto y largo plazo.
Por
ejemplo: un tramo de un oleoducto mal cuidado, mal instalado o de deficiente
calidad, que sufre un proceso de corrosión
sin control, ocasionaría la ruptura del caño, la pérdida de fluido,
posibles explosiones, contaminación de la tierra y posiblemente de las napas de
agua, gastos de energía por la perdida de presión, etc.
Desde
tiempos inmemoriales, la humanidad ha hecho uso de los materiales para
alimentarse, vestirse, calentarse, fabricar herramientas, etc, algunos de
estos materiales han sido tan importantes que algunas eras llevan sus nombres:
edad de piedra, edad de Bronce, edad de Hierro.
El
conocimiento practico que tenían de estos materiales era marcado por la necesidad;
no hay registros escritos pero si encuentros arqueológicos que apoyan esto.
La
madera fue uno de los primeros materiales usados. La palabra materia significa
en latín, el material del cual estaba hecha la “Mater ”, el tronco del
árbol que, como una madre engendra a las
ramas. De esta parte del árbol proviene la mejor madera para construir, pero la
palabra termino designando a todo material de construcción y luego a todo
material, lo que desembocó en el uso de la palabra materia.
Sin
duda la madera tuvo el honor de ser la materia original.
Un
material puede servir para un montón de usos, siempre y cuando satisfaga dos exigencias que pueden
parecer contradictorias: Debe ser fácilmente deformable, para poder darle la forma apropiada según el uso que se le vaya a dar y debe
poder mantener la forma que se le impuso. Entonces: solidez y
deformabilidad.
En
algún momento por genialidad o casualidad, aquellos antepasados se dieron
cuenta de que la arcilla blanda se solidificaba cuando se cocía, tornándose insensible a la intemperie.
En
efecto si a la arcilla se la calienta arriba de los 500 grados una reacción química
irreversible la transforma íntima e irreversiblemente.Se vuelve
resistente al agua y a los agentes externos, luz, frío, calor, viento, etc.
Por
primera vez pudieron cambiar íntimamente,
sustancialmente, las propiedades de un material para darle un uso acorde a la
necesidad.
Pero
problemas había de sobra, cuando por fin se lograba encontrar un mineral útil,
por ejemplo el caso del hierro, precioso para las armas, había que transformarlo en
metal de buena calidad. No es una tarea fácil.
Entre
todos los metales el acero merece el primer lugar. Es legítimo llamar al siglo
XX la edad del acero, pues el acero de buena calidad, maleable, pero bien sólido,
fue el material clave de la revolución industrial. Es efectivamente superior a
las fundiciones y otros tipos de hierros. Las propiedades
de los aceros varían según como se los prepare
El
gran artesano industrial del acero fue el ingeniero Henry Bessemer
( 1813- 1898) gracias al procedimiento que
lleva su nombre se pudo multiplicar por diez la producción de acero de buena
calidad entre 1840 y 1880.
Antes de esto, el acero era de tan mala calidad que los
rieles de los trenes debían ser cambiados cada 6 meses porque se deformaban;
gracias a este material barato y resistente se construyen edificios, puentes, túneles,
y ha modificado el paisaje de las ciudades.
Sin
embargo no era perfecto y no lo es: en 1879 el puente Tay Bridge, se rompió
bajo los efectos del viento y murieron 78 personas. El famoso Titanic en 1912
naufragó.
El
conocimiento de la estructura fina del acero (milésimas partes del milímetro)
constituyo uno de los progresos científicos importantes.
Lo
cierto es que la ciencia de la materia vuelve cada vez a lo microscópico para
explicar y mejorar lo macroscópico
Como
siempre la tecnología ha avanzado y se
fabrican elementos estructurales que soportan grandes cargas por lo que es imprescindible que tengan buena resistencia.
Es imprescindible ademas que los materiales tengan
una buena resistencia a la CORROSION, siendo esta, la degradación del material por el medio que lo rodea. Es un
problema general de los metales. Algunos escapan a la regla como el oro y el platino y otros, se rodean de una capa de
óxido protectora que los pasiva y
protege del proceso corrosivo, como el titanio y los acero inoxidables.
La mayoría de los metales no se
encuentran como tales en la naturaleza, sino formando óxidos, sales, etc, o sea
en ESTADO OXIDADO, el hombre debe invertir energía para transformar el
mineral en metal.
MeO +
calor--> Me + ½ O2
Esto significa que el metal ha entregado electrones (los de conducción, los mas alejados del núcleo, los
llamados electrones de valencia) a los
átomos no metálicos con los que están unidos en el oxido o la sal.
El metal con el tiempo, no instantáneo, r ecupera su
estado original de manera espontánea.
Me + ½ O2 --> MeO a temperatura ambiente
® ACTIVIDAD
№ I
INVESTIGAR : ¿Que es la corrosión galvánica?
INVESTIGAR : ¿Que es la corrosión galvánica?
® ACTIVIDAD
№ II
INVESTIGAR: ¿Como contribuyeron a este tema Galvani, Volta y las ranas?
http://www.xtec.cat/~cgarci38/ceta/historia1/volta.htm
® ACTIVIDAD
№ III
RESOLVER
Se
reporto el caso en que una mujer sufría grandes dolores dentales cuando ingería
alimentos ácidos luego de que por causa de una endodoncia la amalgama de
mercurio de un diente se corrió y se acercó a la corona de aleación de oro de
otro diente… ¿qué pasó aquí?
® ACTIVIDAD № IV
CONTESTAR
Comúnmente :¿A que llamamos PILA? ¿Que que es una pila?¿Cómo surgió ese nombre?
® ACTIVIDAD № V
DETERMINAR el nº de oxidación de los siguientes elementos:
® ACTIVIDAD № IV
CONTESTAR
Comúnmente :¿A que llamamos PILA? ¿Que que es una pila?¿Cómo surgió ese nombre?
DETERMINAR el nº de oxidación de los siguientes elementos:
a- El azufre en el ión sulfato (SO4)2-
b- El cromo en el ión dicromato (Cr2O7)2-
c- El cloro en el ácido perclórico (HClO4)
d- El nitrógeno en el amoníaco(NH3)
e- El nitrógeno en el ácido nítrico (HNO3)
f- El manganeso en el ión permanganato(MnO4)-
g- El bromo en el ión bromito(BrO2)-
En cada una de las siguientes
reacciones indica:
a- que elemento se oxida b- que elemento se reduce c- cuál es el agente oxidante d- cuál es el agente reductor
1) Zn + ClH → ZnCl2 + H2
2) K2CrO4 + AgNO3
→
Ag2CrO4
+ KNO3
3) KClO3 + I2
+ H2O → KCl
+ HIO3
4) H2SO4 +
Na(OH) → Na2SO4
+ H2O
5) SO3 + H2→ SO2 + H2O
6) MnO2 + HCl
→ MnCl2 + H2O + Cl2
7) ( CrO4 ) 2- + 2H+ → H2O + (Cr2O7)
2-
8) Br2 + H2O → (BrO)- + Br-
9) Al2O3 + H2 → Al + H2O
10)I - + (IO3)- + H+
→ I2 + H2O
® ACTIVIDAD
№ VII
1)Dadas las siguientes reacciones:
PbS
+ MnO2 →
PbO + O2
HClO →HCl + O2
Fe2O3 + CO →
Fe +
CO2
Indica las afirmaciones correctas respecto al átomo de oxígeno
Se redujo en las tres reacciones
Se oxido en las tres reacciones
En la reacción III cada
átomo de oxígeno cambia su nº de oxidación
de-6 a -4
de
Se oxidó en la reacción III
Se oxidó en la reacción I
2) K2Cr2O7 + HCl → CrCl3 + KCl + Cl2 + H2O
a- El cloro se oxida
b- El cromo es el agente oxidante
c- Se trata de una reacción redox
d- El hidrógeno se oxida
e- El cloro es el agente reductor
En la corrosión química los átomos
metálicos se oxidan en ausencia de electrolitos en general
® ACTIVIDAD № VIII
ESCRIBIR: Concepto de electrolito . Dibujar como vería un electrolito con un solido disuelto en su nivel microscópico.
PREGUNTA: un metal en el vacío..¿ se puede oxidar ?