Estudio de la Corrosión del Hierro en Ingeniería Química Industrial, Apuntes de Química

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Tania Díaz Santana

LABORATORIO INTEGRADO DE QUIMICA | INGENIERIA QUIMICA INDUSTRIAL

Corrosión.

Índice:

1. Introducción y objetivos.

2. Materiales.

3. Reactivos.

4. Procedimiento.

5. Datos.

6. Cuestiones.

7. Conclusión.

4. Procedimiento:

En primer lijamos un clavo de hierro y lo partimos en 3 trozos. Los pesamos y los introducimos cada uno en un tubo de ensayo, conteniendo 10ml de disoluciones previamente preparadas de HCl 6M, H 3 PO 4 al 30% y solución salina de NaCl al 3.5%. Realizamos lo anterior para el aluminio y el cobre. Durante un intervalo de 10 minutos anotamos lo que sucede. Una vez pasados los 10 minutos colocamos los tubos en agua a 70-80ºC durante 50 minutos. Cuando hayan pasado los 50 minutos extraemos cada trozo de metal, lo lavamos con agua destilada, lo secamos y volvemos a pesarlo. Por otro lado, tomamos 4 clavos de hierro, los lijamos y realizamos lo siguiente: Clavo 1: Clavo 2: Clavo 3: Clavo 4:

- Doblar el clavo a la mitad. Enrollar al clavo un alambre de cinc por su centro. Enrollar al clavo un alambre de cobre por su centro. Posteriormente, en un vaso de vidrio de 250ml, colocamos 150ml de agua, le añadimos 2g de Agar, 2g de NaCl, 2ml de fenolftaleína y 2ml de Hexacianoferrato (III) potásico. Calentamos la mezcla y agitamos constantemente hasta que entre en ebullición. Una vez hierva vertemos la disolución rápidamente en un cristalizador donde se encuentran los clavos separados unos de otros. Lo dejamos reposar una semana y anotamos lo que sucede.

5. Datos:

En la siguiente tabla se muestran los pesos iniciales de cada metal y el tubo en el que se encuentran. Los tubos 1, 4 y 7 tendrán una disolución de HCl. Los tubos 2, 5 y 8 una disolución de H 3 PO 4 y los tubos 3, 6 y 9 tendrán una solución salina de NaCl: Tubo 1 (Al) 0.4802 g Tubo 4 (Fe) 0.2342 g Tubo 7 (Cu) 0.1243 g Tubo 2 (Al) 0.4457 g Tubo 5 (Fe) 0.2186 g Tubo 8 (Cu) 0.1272 g Tubo 3 (Al) 0.4424 g Tubo 6 (Fe) 0.3274 g Tubo 9 (Cu) 0.1378 g Después de ponerlos en un baño de agua a 70-80ºC y transcurridos los 50 minutos, estos han sido los pesos: Tubo 1 (Al) 0.0153 g Tubo 4 (Fe) 0.1125 g Tubo 7 (Cu) 0.1279 g Tubo 2 (Al) 0.4303 g Tubo 5 (Fe) 0.102 g Tubo 8 (Cu) 0.1226 g Tubo 3 (Al) 0.4424 g Tubo 6 (Fe) 0.3283 g Tubo 9 (Cu) 0.1384 g Pesos tomados: Peso a tomar: Peso tomado: NaCl 2 g 1.97 g Agar 2 g 2.02 g

6. Cuestiones:

1.1 Ordenar por orden creciente de actividad los 3 metales ensayados en frío, tomando como base la intensidad en el desprendimiento de burbujas o cualquier otra alteración: El aluminio al encontrarse en la disolución de HCl pierde protones. Comienzan a aparecer burbujas, al cabo de un tiempo se vuelve blanco y a los 9 minutos aproximadamente se vuelve gris. Finalmente, las burbujas bajan y se vuelve a quedar transparente. Cabe destacar que el tubo se encuentra caliente transcurridos los 10 minutos. El aluminio al encontrarse en la disolución de H 3 PO 4 comienza a desprenderse burbujas del metal, al igual que al encontrarse en la solución salina de NaCl. En cuanto al hierro, al encontrarse en la disolución de HCl hizo que esta se volviese de color amarillo nada más depositarlo: Al encontrarse en la disolución de H 3 PO 4 y en la solución salina de NaCl le pasa igual que al aluminio y al cobre, aparecen burbujas en el metal. Por otro lado, al introducir el cobre en HCl no se observa nada en el tubo de ensayo.

c) Extraer conclusiones de conformidad con la hipótesis formulada, o modificación en su caso de dicha hipótesis. Clavo 1: a) ¿Qué parte se corroerá más fácilmente? Al ser un clavo de hierro uniforme, se oxidará el clavo entero por igual. b) Describir el resultado de las anotaciones del experimento: Cuando se deja reposar durante una semana se pueden apreciar un color azul alrededor de este y esto nos indica que se ha oxidado. c) ¿Existe acuerdo entre los resultados experimentales obtenidos y las hipótesis establecidas? Sí, ya que transcurrida una semana de reposo se pudo observar que la parte de en medio del clavo se había oxidado. Clavo 2 (enrollado en cobre): d) ¿Qué parte se corroerá más fácilmente? El cobre resulta ser menos activo que el hierro, por lo que en este caso el hierro se oxida por los extremos. Por lo que el cobre que se encontraba enrollado en medio del clavo ha evitado que se oxide dicha parte. e) Describir el resultado de las anotaciones del experimento: Los extremos del clavo se oxidan y en la parte central el cobre se reduce. f) ¿Existe acuerdo entre los resultados experimentales obtenidos y las hipótesis establecidas? Sí, ya que el cobre se reduce y el hierro se oxida. Clavo 3 (enrollado en cinc): g) ¿Qué parte se corroerá más fácilmente? El cinc es más activo que el hierro, lo que provoca que se oxide el cinc. Al no haber iones Fe2+^ no debería aparecer el color azul. h) Describir el resultado de las anotaciones del experimento:

Se puede observar que no aparece el color azul. Aparece un color blanco ya que el cinc es quien se oxida, debido a la formación del complejo con los iones de cinc. Además, aparece un precipitado de un color verdoso, debido a la mezcla de hidróxidos ferroso y férrico precipitado. i) ¿Existe acuerdo entre los resultados experimentales obtenidos y las hipótesis establecidas? Sí, los resultados concuerdan con la hipótesis. Clavo 4 (doblado a la mitad): j) ¿Qué parte se corroerá más fácilmente? Se corroía más fácilmente la parte de en medio ya que al estar doblado la corrosión es más rápida. k) Describir el resultado de las anotaciones del experimento: En la parte donde el clavo está doblado es donde se produce la oxidación y en los extremos la reducción. l) ¿Existe acuerdo entre los resultados experimentales obtenidos y las hipótesis establecidas? Sí, los resultados concuerdan con la hipótesis.

7. Conclusión:

En primer lugar, hemos visto como dependiendo del medio en que se encuentren los metales, la oxidación se produce de distinto modo. Como se puede observar en las imágenes el primer metal que aparece es el aluminio, y podemos ver que tras encontrarse en una solución de HCl 6M en un baño de agua a 70-80ºC su tamaño disminuye notablemente. Mientras que los que se han introducido en la solución salina prácticamente no se aprecia cambio. Por otro lado, en la segunda parte de la práctica hemos visto la forma de corroerse de distintos clavos dependiendo de su forma y de si hay otro metal presente. Observando así un color azul en la parte del clavo que se oxida y un color rosa en la parte en la que se reduce, exceptuando en el clavo enrollado con cinc, que en este caso como es el cinc quien se oxida se aprecia un color blanco, en lugar de azul.