Corrosión
La corrosión es un proceso redox espontáneo que afecta a los metales. En los clavos de hierro, por ejemplo, existen zonas con diferente potencial anódico, es decir, con distinta capacidad para oxidarse.
Indicadores:
- La fenolftaleína reacciona con el hidroxilo liberado, dando una coloración fucsia.
- El hexacianoferrato(III) de potasio forma un compuesto de color azul.
Ambos indicadores permiten visualizar el avance de la oxidación.
Factores que alteran la corrosión:
- Agua
- Atmósfera
- Aire
- Humedad
Reacciones Químicas Durante la Corrosión
Las reacciones de corrosión son procesos de oxidación-reducción (redox), donde una sustancia se oxida (pierde electrones en el ánodo, que es positivo) y otra se reduce (gana electrones en el cátodo, que es negativo).
Tipos de Reacciones:
- Reacciones Anódicas: Paso de iones metálicos al medio corrosivo, disolviendo el material afectado.
- Reacciones Catódicas: Varían según el metal y el medio. La reducción de oxígeno es común en medios acuosos. En medios ácidos o sin oxígeno, se produce desprendimiento de hidrógeno (si pH < 4.3). Si el oxígeno es abundante en la zona catódica, el pH > 4.3.
Métodos de Protección Contra la Corrosión
Recubrimiento Metálico
Se utilizan películas protectoras o materiales que se corroen en lugar del metal base. Por ejemplo, el acero galvanizado (acero cubierto de zinc), donde el zinc se oxida primero, protegiendo al acero.
Protección Catódica
Se conecta un metal con menor potencial de reducción (como el magnesio) a un cuerpo metálico. El magnesio se convierte en ánodo y el metal a proteger en cátodo.
Dato: Menor oxidable → mayor potencial de reducción; mayor oxidable → menor potencial de reducción.
Métodos de Protección Catódica:
- Ánodo de sacrificio
- Fuentes de corriente
- Cubiertas de metal (galvanizado, etc.)
Protección No Electroquímica
- Recubrimiento con sustancias inertes (pintura).
- Eliminación de humedad (desecantes, sílica gel).
Electroquímica
La electroquímica estudia los procesos redox, que implican la transferencia de electrones de un átomo que se oxida a uno que se reduce. En un proceso redox global, el número de electrones perdidos es igual al número de electrones ganados.
- Oxidación: Pérdida de electrones.
- Reducción: Ganancia de electrones.
Electrólisis
Es un método de separación química no espontáneo que utiliza electricidad. Se usa en la industria para purificar metales y obtener elementos como Na y Al. También se emplea en la galvanoplastia para proteger metales de la corrosión.
Conceptos Clave
- Acidificado: Adición de un ácido al agua.
- Electrodo: Material conductor de electricidad.
- Ánodo: Electrodo conectado al polo positivo.
- Cátodo: Electrodo conectado al polo negativo.
La fuente de corriente bombea electrones del ánodo al cátodo. Los iones de carga positiva (cationes) se reducen en el cátodo, y los iones de carga negativa (aniones) se oxidan en el ánodo.
Resumen: En el cátodo ocurre la reducción y en el ánodo la oxidación.
Pilas o Celdas Galvánicas
Son dispositivos que producen energía eléctrica mediante reacciones redox espontáneas. Están compuestas por un ánodo y un cátodo conectados a dos terminales. En el cátodo se produce la reducción y en el ánodo la oxidación. A diferencia de las celdas electrolíticas, en las pilas el cátodo es positivo y el ánodo es negativo.
Ejemplos de Compuestos
- CuSO4 (Sulfato de cobre): pH > 7 (base)
- FeSO4 (Sulfato de hierro II): pH < 7
- ZnSO4 (Sulfato de zinc)
- HNO3 (Ácido nítrico)
- H2SO4 (Ácido sulfúrico)