Diagramas de Pourbaix: Interpretación y Aplicaciones en el Estudio de la Corrosión

Los diagramas de Pourbaix son una herramienta fundamental en el estudio de la corrosión. A partir de datos termodinámicos, estos diagramas permiten conocer:

• En qué condiciones de pH y potencial (E) se forman productos sólidos (óxidos/hidróxidos) que pueden pasivar la superficie y, por lo tanto, disminuir o detener la corrosión.
• Las condiciones en las que estos productos se disuelven, reactivando el proceso de corrosión.

Los diagramas de Pourbaix establecen las distintas fases termodinámicamente estables para cada sistema metal-electrolito en función del pH y el potencial (E). En ellos, se distinguen tres zonas principales:

• Zona de inmunidad: En esta zona, el metal se encuentra en su forma elemental y no se produce corrosión.
• Zona de corrosión: Indica que el producto de la corrosión en estas condiciones es soluble en el electrolito, por lo que el proceso corrosivo continúa.
• Zona de pasividad: Se forman productos sólidos estables, como óxidos e hidróxidos, que crean una capa protectora que aísla al metal del electrolito. Si el potencial disminuye, se puede entrar en la zona de inmunidad. Si el potencial aumenta, se puede mantener la pasividad o entrar en una zona de transpasividad, donde la capa pasiva se disuelve.

Serie Galvánica vs. Serie Electromotriz: Diferencias y Aplicaciones

Diferencias clave

• La serie galvánica incluye aleaciones, mientras que la serie electromotriz (también conocida como serie electroquímica) se centra en elementos puros.
• La serie galvánica no indica el potencial de los materiales, solo los ordena según su comportamiento en un medio específico. La serie electromotriz, en cambio, proporciona los potenciales estándar de oxidación.

Información obtenida

• Serie galvánica: Ofrece una disposición ordenada de metales y aleaciones según sus potenciales relativos medidos en un medio determinado. Permite predecir el comportamiento relativo de diferentes materiales en un entorno específico.
• Serie electromotriz: Muestra la tendencia de un metal a la corrosión en condiciones estándar. Los metales más abajo en la tabla son más susceptibles a oxidarse (actúan como reductores).

Implicaciones de actuar como ánodo o cátodo

En una celda galvánica, el metal con menor resistencia a la corrosión en el medio actúa como ánodo (se oxida), mientras que el metal más noble actúa como cátodo (se reduce). La situación más desfavorable se produce cuando el área del ánodo es significativamente menor que la del cátodo, ya que la corrosión se concentra en una pequeña superficie.

Potenciales Normales de Electrodo y su Relación con la Corrosión

El potencial normal de electrodo (E°) es la diferencia de potencial que se genera en una celda electroquímica construida con un electrodo del elemento en cuestión y un electrodo estándar de hidrógeno. Se mide en voltios (V). Esta diferencia de potencial genera una corriente eléctrica cuyo sentido depende de la tendencia relativa de cada semicelda a donar electrones a la otra.

La semicelda de referencia universalmente aceptada en medio acuoso es la que contiene el equilibrio H+(aq) + 2e- ↔ H2(g) en la superficie de un electrodo de platino (Pt) sumergido en una disolución acuosa 1M de un ácido y saturada con gas H2 a una presión de 1 atm y 25°C.

La tabla de potenciales normales de electrodo refleja la tendencia a la corrosión de varios metales. Los metales ubicados en la parte superior son más nobles o químicamente inertes, mientras que los que se encuentran en la parte inferior son más susceptibles a oxidarse.

Los voltajes tabulados se refieren a las semirreacciones de reducción. Para la oxidación, la reacción se invierte y el signo del potencial del electrodo cambia. Un potencial positivo indica que la reacción es espontánea en el sentido en que está escrita, un potencial negativo indica que no es espontánea, y un potencial de cero indica que el sistema está en equilibrio.

Etapas y Factores Clave en la Unión con Adhesivos

Etapas del proceso de unión

El proceso de unión con adhesivos generalmente involucra dos etapas principales:

• Etapa física: Se produce la evaporación del vehículo líquido en el que se encuentra disperso el adhesivo o su solidificación.
• Etapa química: Ocurre la polimerización por condensación/adición o la reticulación/entrecruzamiento del adhesivo.

Parámetros y propiedades clave para una buena unión

• Aplicación del adhesivo en estado líquido: Las fuerzas adhesivas son más intensas cuanto mayor sea la capacidad del adhesivo para humedecer o mojar la superficie del sustrato.
• Relación entre viscosidad y adhesión: Una menor viscosidad del adhesivo generalmente conduce a una mayor adhesión.
• Preparación del sustrato y del adhesivo: La intensidad de las fuerzas de cohesión depende del estado superficial del adherente y se ve debilitada por la presencia de contaminantes o elementos extraños. Es crucial una correcta limpieza y preparación de las superficies.

Tensión Superficial y Energía Superficial: Importancia en las Uniones Adhesivas

La tensión superficial y la energía superficial son parámetros fundamentales en la realización de uniones mediante adhesivos.

• Tensión superficial: Todos los adhesivos deben estar en estado líquido durante su aplicación. Los adhesivos sólidos deben pasar a una fase líquida mediante disolución, dispersión o fusión antes de ser aplicados. Una baja tensión superficial del adhesivo es crucial para un buen pegado, ya que facilita la humectación de la superficie.
• Energía superficial: Se define como la suma de todas las fuerzas intermoleculares presentes en la superficie de un material. Representa el grado de atracción o repulsión que la superficie de un material ejerce sobre otro. La tensión superficial puede entenderse como la resistencia que presenta un líquido a deformarse o romperse, la cual está directamente relacionada con las fuerzas intermoleculares en la superficie (energía superficial).

En resumen, una buena unión adhesiva requiere una baja tensión superficial del adhesivo y una alta energía superficial del sustrato para maximizar la interacción entre ambos materiales.