Un aspecto importante del uso de algunos metales, particularmente del hierro, es la posibilidad de corrosión. Se estima que alrededor de una séptima parte de toda la producción de hierro se destina a reemplazar el metal perdido por la corrosión. El óxido es aparentemente una forma hidratada de óxido de hierro(III). La fórmula es aproximadamente Fe2O3 * \(\tfrac{\text{3}}{\text{2}}\)H2O, aunque la cantidad exacta de agua es variable. (Tenga en cuenta que esto está a medio camino entre el hidróxido de hierro(III), Fe(OH)3 o ½ {Fe2O3•3H2O], y Fe2O3 anhidro).,
la oxidación requiere oxígeno y agua, y generalmente se acelera por ácidos, cepas en el hierro, contacto con metales menos activos y la presencia de óxido en sí. Además, la observación de un objeto oxidado, como un clavo de hierro de un viejo edificio de madera, muestra que el óxido se depositará en un lugar (cerca de la cabeza del clavo) mientras que la mayor pérdida de hierro metálico ocurrirá en otro lugar (cerca del punto). Estos hechos sugieren que el mecanismo de oxidación involucra una célula galvánica., Las medias ecuaciones involucradas son
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produciendo la reacción completa:
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Una vez que se forma Fe2+(aq), puede migrar libremente a través de la solución acuosa a otra ubicación en la superficie metálica. En ese punto el hierro puede precipitar:
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Los iones de hidrógeno liberados por esta reacción son consumidos parcialmente por la ecuación \(\ref{2}\). Los electrones necesarios para la media ecuación \(\ref{2}\) se suministran a partir de la ecuación \(\ref{1}\) por conducción metálica a través del hierro o por conducción iónica si la solución acuosa contiene una concentración significativa de iones., Por lo tanto, el hierro se oxida más rápido en contacto con el agua salada que en el agua dulce.
el mecanismo propuesto en el párrafo anterior implica que algunas regiones de la superficie del hierro se vuelven catódicas, es decir, que la reducción de oxígeno a agua se produce allí. Otras localizaciones son anódicas; se produce oxidación de Fe a Fe2+. La forma principal en la que se pueden configurar tales regiones depende de la restricción del suministro de oxígeno, porque el oxígeno es necesario para la reacción catódica que se muestra en la ecuación \(\ref{2}\). En el caso del clavo de hierro, por ejemplo, se forma óxido cerca de la cabeza porque hay más oxígeno disponible., La mayor parte de la pérdida de metal tiene lugar en lo profundo de la madera, sin embargo, cerca de la punta del clavo. En esta ubicación puede ocurrir la ecuación \(\ref{1}\) pero no \(\ref{2}\).
una situación similar ocurre cuando una gota de humedad se adhiere a una superficie de hierro (figura \(\PageIndex{1}\)). Las picaduras ocurren cerca del centro de la gota, mientras que el óxido de hierro hidratado(III) se deposita cerca del borde.
una segunda forma en la que se pueden configurar regiones anódicas y catódicas implica la presencia de un segundo metal que tiene una mayor atracción por los electrones (se oxida menos fácilmente) que el hierro., Tal metal puede drenar los electrones dejados en el hierro cuando Fe2 + se disuelve. Este exceso de electrones hace que el metal menos activo sea un sitio ideal para la ecuación \(\ref{2}\), por lo que se establece una celda en la intersección de los metales. El óxido en realidad puede cubrir la superficie del metal menos activo mientras que los hoyos se forman en el hierro.
la técnica más importante para la prevención de la oxidación es simplemente excluir el agua y el oxígeno por medio de un recubrimiento protector. Este es el principio detrás de engrasar, engrasar, pintar o chapado de metal de hierro., Sin embargo, el recubrimiento debe estar completo, o la oxidación puede acelerarse mediante la exclusión de oxígeno de parte de la superficie. Esto es especialmente cierto cuando el hierro está recubierto con un metal menos activo como el estaño. Incluso un agujero de alfiler en el recubrimiento de una lata se oxidará muy rápidamente, ya que el estaño se vuelve catódico debido a su mayor potencial de electrodo y a la exclusión de oxígeno del hierro debajo.
una segunda técnica consiste en poner el objeto de hierro en contacto con un metal más activo., Esto se llama Protección Catódica porque el metal más activo Dona electrones al hierro, inhibiendo fuertemente la ecuación \(\ref{1}\). Tanto la protección catódica como el recubrimiento de la superficie se proporcionan mediante galvanización, un proceso en el que el zinc se platea sobre el acero electrolíticamente o por inmersión en el metal fundido. Como muchos otros metales, el zinc es autoprotector: reacciona con el oxígeno y el dióxido de carbono del aire para formar una capa impermeable adherente de hidroxicarbonato de zinc, Zn2(OH)2co3., Si hay un rasguño en la placa de zinc, el hierro todavía no se puede oxidar porque el zinc se oxidará preferentemente. El hidroxicarbonato formado luego cubrirá la abertura, evitando un mayor contacto de oxígeno con el hierro o el zinc.
una tercera técnica se aplica a situaciones (como un radiador de automóvil) donde las soluciones acuosas están en contacto con el hierro. Los inhibidores de corrosión incluyen sales de cromato y compuestos orgánicos como tribntilamina, (C4H9) 3n.los cromatos aparentemente forman una capa impermeable de FeCrO4(s) tan pronto como cualquier hierro se oxida a hierro (II)., La tributilamina, un derivado del amoníaco, reacciona con ácidos orgánicos formados por la descomposición del anticongelante a las altas temperaturas de un motor de automóvil. Las sales de tributilamonio producidas son insolubles y cubren el interior del sistema de enfriamiento. Por lo tanto, la tributilamina neutraliza el ácido que aceleraría la corrosión y también proporciona un recubrimiento superficial.
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