Tres métodos para evaluar una velocidad de corrosión

Tres métodos para evaluar una

velocidad de corrosión

Yunny Meas Vong

Area de Electroquímica, Depto. de Química Universidad Autónoma Metropolitana lztapalapa

Walter López González Patricia Rodríguez López

Javier Avila Mendoza Joan Genescá Llongueras

Facultad de Química, Universidad Nacional Autónoma de México

Se comparan los tres métodos más utilizados para calcular la velocidad de corrosión: el gravimétrico, en el cual se determina la velocidad global o promedio a partir de la pérdida de peso experimentada por probetas metálicas sumergidas en un electrolito durante un período determinado y electroquímicos: el de resistencia de polarización y el de extrapolación de Tafel, en los cuales se determina la velocidad de corrosión instantánea. Se discute bajo qué condiciones se puede utilizar cada uno de los métodos y en qué casos son equivalentes los

valores de la velocidad de corrosión obtenidos por cada uno.

Desde hace mucho tiempo, el hombre com- prendió que la corrosión era una fuerza natural que inexorablemente atacaba los materiales metálicos que él aprendió a arrancarle a la naturaleza desde su forma natural (Óxidos, sulfuros, etc.) y llevarlos a su estado metálico. Así, desde que el hombre se dio cuenta de los daños económicos de esta “ven- ganza de la naturaleza”, emprendió la tarea de in- ventar y mejorar métodos de protección contra la corrosión. Pero para eso fueron necesarios dos de- sarrollos científico-tecnológicos muy importantes:

Descubrir el mecanismo por el que ocurría la corrosión e

Idear métodos para evaluar la velocidad de corrosión eficientes y que fueran lo más prácticos posible.

Antes de descubrir el mecanismo por el que ocurre la corrosión, el hombre sólo pudo medir las consecuencias de este proceso, y surgieron métodos

gravimétricos y analíticos que evaluaron el grado de deterioro de los materiales metálicos, determinando la cantidad de material que se transformaba y perdía por corrosión, midiendo las variaciones de peso, o determinando la cantidad de material que pasaba a forma iónica en una solución corrosiva.

Posteriormente, en 1905 Tafel descubrió una relación empírica entre y la

IT

con lo que se empezó a correr el telón del mecanismo de la corrosión, pero no fue sino hasta 1938 cuando Wagner y Traud con la publicación de su artículo “Concerning the evaluation of corrosion reactions by superposition of electrochemical partial reactions and concerning the potential formation on mixed electrodes”, sentaron las bases de la teoría del potencial mixto, la cual postula que aun sin asumir la existencia de ánodos y cátodos locales, se pueden explicar las reacciones de corrosión si se asume que las reacciones parciales de oxidación y reducción ocurren en la interfase metal/electrolito y que estas reacciones están en constante cambio bajo una distribución estadística de posición tiempo.

Wagner y Traud también mostraron que, bajo corrosión uniforme. Hay que recalcar que si bien ciertas circunstancias, es posible calcular la velocidad por este método se puede evaluar la velocidad de reacción usando métodos electroquímicos, y de disolución del metal en un medio dado, no obtuvieron buenas correlaciones de velocidades de proporciona idea alguna sobre eI mecanismo de la

corrosión a través de curvas de polarización usando corrosión, ni es posible hacer predicciones teóricas lo que ahora se llama "Extrapolación de Tafel". acerca de materiales nuevos. Otra de las limitaciones Estos resultados experimentales fueron considera- prácticas de este método es que su sensibilidad dos una evidencia de los postulados generales de la está limitada a la sensibilidad de la balanza, por teoría del potencial mixto y finalmente se aceptó que lo que los ensayos realizados son siempre en el mecanismo por el que ocurre la corrosión es de condiciones de ataque muy severos (que no siempre naturaleza electroquímica. representan las condiciones reales de corrosión) y Más tarde, algunos autores encontraron cierta siempre son destructivos. Por último, es importante relación entre la pendiente de la curva de remarcar que los valores de corrosión obtenidos de corrosión. Pero no fue sino hasta 1957, tiene acceso a conocer los cambios de la velocidad cuando Stern

y

Geary, basados en las ecuaciones de corrosión en cada momento, perdiendo valiosa de la cinética electroquímica

y

en la teoría información sobre la cinética misma del proceso de del potencial mixto, derivaron una ecuación que corrosión.

relaciona cuantitativamente la pendiente de la curva

de polarización en la vecindad del potencial de Materiales corrosión, dando origen así al método de resistencia

de polarización, ampliamente usado actualmente 20 muestras de acero de bajo carbono de área para el cálculo y monitoreo de la velocidad de conocida (véase ilustración 1).

corrosión en casi cualquier sistema metal/electrolito.

Dos

cristalizadores de 9 cm de diámetro (pueden sustituirse con frascos de vidrio de boca ancha). Hilo de nylon delgado para sostener las muestras.

Primer

método:

pérdida de peco

Teoría

Históricamente, la medición de la pérdida de peso de un material en contacto con una disolución corrosiva, fue la primera manera de tener una evaluación

cuantitativa del proceso de corrosión. Después, Una balanza analítica (precisión de 0.1 mg.). se relacionó la cantidad de material disuelta por

corrosión en un tiempo dado, con la densidad y area del material en cuestión para poder calcular la pérdida de espesor del material por unidad de tiempo, de la siguiente manera. Ejemplo:

polarización en el potencial mixto y la velocidad por este método son valores promedio Y no se

Equipo

Un desecador (puede omitirse si el ensayo se hace rápidamente.

Pinzas para manipular las muestras, Variables que se deben controlar

O Peso de la muestra.

O Tiempo de inmersión (1.5, 3, 17, 40 y 87 horas)

Parámetro experimental: área geométrica de las Así, surgieron unidades de penetración de ataque

muy conocidas, como mpy (milipulgadas por año), o (micras por año). Es de tomar en cuenta que las unidades de penetración por tiempo, suponen que la corrosión es uniforme (es decir, que afecta a toda la superficie geométrica). Esto trae como consecuencia que si la corrosión no es uniforme (por picaduras por ejemplo), donde se ataca una pequeña zona del material, las velocidades de corrosión reportadas serán más bajas a las que en realidad se observen dentro de la picadura y, por lo tanto, la falla por picadura se dará antes del plazo marcado para la

Desarrollo experimental

Preparación de materiales: Se toma una placa de acero de bajo carbono y se cuadricula al area deseada; luego se perfora con la misma broca cada uno de los cuadritos marcados en la placa, y por Último, se recorta la cuadrícula con una cizalla grande para obtener las muestras deseadas (véase ilustración 2).

Limpieza inicial: Para que un ensayo de pérdida de peso sea correcto, la pieza sujeta debe estar perfectamente seca, sin grasa y sin Óxidos poco adherentes. En esta practica, todas las muestras se lijaron con papel lija núm. 240 en contacto con agua, luego se enjuagaron con acetona, se secaron con aire y se guardaron en un desecador antes de sumergirlas en las soluciones.

Pesada: Las muestras se sacaron una por una del desecador para pesarse rápidamente en la balanza analítica. La pesada debe hacerse con pinzas para no dejar grasa en las muestras. Se registró el peso de cada una por duplicado y se les anudó el hilo de nylon con una etiqueta a cada una.

e Inmersión: Se preparó un cristalizador con H2S04

Explotación de resultados 0.05M y otro con

HNO3

0.1M y en cada uno se

sumergieron 10 muestras de acero (por duplicado) previamente pesadas.

A partir de la información anterior se obtuvieron Al término de cada uno de los tiempos elegidos se tres gráficas. De los resultados de la ilustración 3, retiraron los duplicados, se observó su superficie, se observa que la corrosión del acero en

HNO3

se enjuagaron con H 2 0 , acetona Y se secaron con no es uniforme: en la primera hora y media ésta aire antes de volver a pesarlas. _{es muy fuerte, mientras que entre 1.5 y 20 horas,} Limpieza final: En los casos en que se formen el comportamiento a la corrosión es lineal, pero productos de corrosión insolubles sobre la después de las 20 horas, la tendencia es a disminuir. superficie del material, es conveniente someterlo a En cambio, la corrosión en el H2S04 es siempre una limpieza química que disuelva esos productos uniforme y sigue un comportamiento lineal. Estos insolubles, pero no al metal base. comportamientos, aunados a las observaciones de la formación de productos de corrosión sólo en el Con el fin de comparar el efecto del decapado H N 0 3 y no en el H2SO4, muestran que éstos químico, todas las muestras se sumergieron por

1 min. y en algunos casos el tiempo necesario para disolver los productos de corrosión en una

son capaces de frenar el ataque del acero en comparación con la alta velocidad que mostraba desde el inicio hasta las 20 hrs. En las ilustraciones 4 solución del HCl inhibida con Sb2O3. _{y 5 se muestra el efecto del decapado químico sobre} la pérdida de peso. De estas gráficas se observa que en los puntos donde se formaron productos de corrosión adherentes, existe una diferencia de peso apreciable.

Esto Último es muy importante, ya que si no se cuida perfectamente el decapado químico, la solución de limpieza es capaz de disolver los productos de corrosión adherentes y con ellos al metal base, produciéndose discrepancias

inaceptables en los valores de pérdida de peso.

Conclusiones

Teoría

Este método no d a información respecto al El moderno tratamiento del comportamiento de porqué de la ocurrencia de la corrosión, pero es la corrosión de metales y aleaciones, usa el posible seguir el comportamiento ante la corrosión concepto de la teoría del potencial mixto propuesto de un material en un medio dado, como el caso primeramente por Wagner y Traud en 1938, la cual del acero en

HNO3

que habla de una tendencia a postula que la reacción neta de corrosión es el la pasivación del acero después de las 20 hrs. de resultado de dos 2 ó más reacciones electroquímicas

ensayo. parciales, las cuales son en principio independientes

entre sí.

El método es muy sensible a la forma de manipular Para el caso de la corrosión de un metal en medio las muestras y sobre todo a su limpieza química ácido, la reacción neta puede escribirse así:

cuando existen productos de corrosión, como se muestra en la ilustración 5.

Segundo método:

extrapolación

de

Tafel

la cual es el resultado de una reacción de oxidación (anódica):

. * I -

y una reacción de reducción (catódica):

Contraria a la vieja teoría de ánodos y cátodos locales, esta teoría asume que las reacciones anódica y catódica ocurren en cualquier sitio de la superficie en constante cambio, con una distribución estadística de posición y tiempo de las reacciones individuales.

Esto significa que para el caso de la disolución de

Fe

en un medio ácido, por ejemplo:

las cuales ocurren simultáneamente, la- relación entre la corriente

“I”

y el potencial puede ser escrita utilizando las ecuaciones de Buttler-Volmer de la cinética electroquímica:

Estas pendientes están relacionadas con las pendientes de Tafel (b) de la siguiente manera: los H+ se descargan en dos diferentes sitios de la

superficie y entonces forman una molécula de H2, mientras que simultáneamente el Fe2+ es oxidado a Fe2+ en un sitio diferente. Dos electrones se transfieren del Fe a

los

sitios de reducción de los

H+.

La interacción que ocurre entre las reacciones de oxidación y reducción en el metal que se corroe puede ser descrita con base en la teoría del potencial mixto, usando las bien conocidas relaciones entre densidad de corriente (velocidad de reacción electroquímica) y potencial (fuerza electromotriz).

Así, para el par de reacciones electroquímicas

y de estas pendientes depende el mecanismo de la reacción.

Pero el es un potencial mixto y, por

lo

tanto, debe estar situado entre los potenciales reversibles (de equilibrio) de las reacciones involucradas en el proceso de corrosión:

Y en la mayoría de los casos se pueden despreciar los componentes anódicos y catódicos que no se involucran en el proceso de corrosión, con la condición de que al estas reacciones que se desprecian sucedan con velocidades muy pequeñas, esto es:

Donde

Con lo que la ecuación general (I) se reduce a:

Pero al la corriente total es igual a cero y esto quiere decir que:

Entonces:

Y sustituyendo (4) y (5) en (2)

IT

del proceso de corrosión =

Es importante recordar en este punto que la ecuación (6) esta basada en las siguientes hipótesis:

Las

ecuaciones de Buttler-Volmer de la cinética electroquímica son aplicables Ec. (1) control activacional

Que no se producen caídas óhmicas en el electrolito ni en las capas superficiales del electrodo no existe control resistivo

No hay polarización por concentración

no

existe control por transporte

El potencial de corrosión no esta cercano a los potenciales de equilibrio de ninguna de las dos o más reacciones que están ocurriendo en el electrodo

I I1c,

I=

I2a

O

El metal funciona simultáneamente como cátodo y ánodo en lugar de ser un mosaico de areas catódicas y anódicas separadas corrosión

uniforme area anódica = area catódica =

100%.

No ocurren reacciones electroquímicas secunda- rias.

Hasta este momento, aquí se ha jugado con las ecuaciones básicas de la cinética electroquímica para llegar a una ecuación (6) que, asumiendo varios puntos, representa un proceso de corrosión.

¿Pero de qué manera esta ecuación dio origen a un método electroquímico llamado extrapolación de Tafel para determinar la

Icorr?

Aquí es necesario poner en forma gráfica (en diagra- mas de Evans) todo lo desarrollado matemáticamente arriba.

1) Primero se habla de dos reacciones diferentes que en el equilibrio suceden a determinada velocidad (véase ilustración 6).

2) Después se utilizan las ecuaciones de Buttler- Volmer de la cinética electroquímica para predecir

la corriente total de cada reacción electroquímica y que los componentes anódico y catódico de cada reacción predominen en función del aplicado (véase ilustración 7).

3)Después se define un valor de llamado

Ó que se encuentra entre los de las dos reacciones, y se establece en la intersección de las dos semirreacciones diferentes involucradas en el proceso de corrosión.

Además de que en ese valor de la

I1a

=

I2c

=

Icorr

IT

= O (véase ilustración 8).

Como se ve, estos diagramas de Evans linealizan los comportamientos exponenciales de la ecuación (6), pero en la práctica, el comportamiento lineal sólo se observa cuando una de las componentes de la

IT

predomina sobre el otro y sólo existe control activacional (por transferencia de e-) (véase ilustración 9).

Y como se observa en la ilustración 10, las pendientes de Tafel históricamente se obtuvieron de diagramas vs. log

IT

por ser m a s fácil manejar

log que In.

A la zona lineal se le conoce como recta de Tafel, porque en 1905 él encontró la siguiente relación

I i líneal: :

Y cuando se dedujo la ecuación (6), se demostró que esta relación empírica encontrada por Tafel, correspondía a la que resulta cuando uno de los términos exponenciales predomina frente al otro que se vuelve despreciable. Ejemplo:

¿Pero cuánto debe polarizarse un electrodo en corrosión para que se esté en comportamiento tafeliano?

Partiendo de (6):

Si se polariza un cierto anódico (+), se observa que:

Así,

si se polariza hasta un cierto en que:

La ecuación (6) se convierte en:

Cuando lanódica es el 1% de la catódica: Donde b = Pendiente de Tafel = 2.3b'

Simplificando: Factorizando: Sea: Así: Materia les Electrodos

Trabajo: acero 1020 montado sobre resina epoxi de colado en frío con una superficie de 0.64 cm2.

Auxiliar: electrodo de malla de Pt (puede sustituirse por electrodo de carbono que puede obtenerse de los electrodos para soldadura). Referencia: electrodo de calomelanos saturado de KCl (puede sustituirse por cualquier otro electrodo de referencia).

Celda: celda de corrosión con cinco bocas (puede sustituirse por un vaso de precipitados de 1 litro con horadaciones en el tapón de hule) (véase ilustración 11).

Punta de Luggin: para acercar lo mas posible el electrodo de referencia al electrodo de trabajo y disminuir la IR. (Esta punta puede fabricarse con un tubo que al calentarlo se alargue y en la punta del capilar se coloca un algodón compacto para hacer contacto iónico.

Disoluciones

HNO3

0.1M y

H2SO4

0.05M Equipo

O Potenciostato PARC Modelo 173 y Potenciostato Tacussel. (Pueden sustituirse por una fuente de poder de corriente controlada y una resistencia grande).

O Graficador X-Y Houston. (No se utiliza si las curvas son potenciostáticas).

O Generador lineal de barrido PARC Modelo 175 y Tacussel para generar curvas potenciodinámicas. (Puede no emplearse y producir curvas poten- ciostáticas).

Variables que se deben controlar

E del electrodo vs. E del electrodo

de trabajo de referencia

I

que circula a traves del electrodo de trabajo y el electrodo auxiliar.

Parámetro experimental: superficie del electrodo de trabajo: 0.64 cm2

Desarrollo experimental O Preparación de materiales

Electrodo de trabajo: la superficie de este electrodo estuvo siempre previamente lijada con papel lija núm. 600.

Soluciones: las soluciones fueron deareadas usando N2 Obtención de curvas I E Para H 2 S 0 4 0.05M: Condiciones: I = 10mA v = 1 mV/s

X

= intermedia de 50 mV/cm

Y

= intermedia de 100 mV/cm

Se preparó la celda y se burbujeó N para dearear. Antes de sumergir el electrodo de trabajo se polarizó éste a -700 mV vs. ECS, y se dejó 2 min. a este valor de E para limpiarlo de los Óxidos que pudiera tener en la superficie. AI término de este tiempo, se corrió el ensayo y se obtuvo la siguiente curva I E (véase ilustración 12)

Para H N O 3 0.1M: Condiciones: I = 12.5 mA

X = 20mV/cm

Y

= 400mV/cm

v = 0.1 mV/s

En este medio, el acero se recubre fácilmente de una capa superficial de color negro, por eso se polarizó el electrodo desde el inicio a -588 mV vs.

ECS

y se corrió el ensayo rápidamente, obteniéndose la siguiente curva I E (véase ilustración 13).

Explotación de resultados

Los resultados de E e I obtenidos experimentalmente fueron graficados en un diagrama de Evans para obtener las pendientes de Tafel y la Icorr instantánea (véanse ilustraciones 14 y 15).

Las ilustraciones 12 y 13 muestran las curvas

I E obtenidas directamente en el graficador. Es importante mencionar que la escala de E se construyó aplicando potenciales conocidos con el generador lineal de barrido, corroborando el valor aplicado en la salida de E del potenciostato con un voltímetro de alta impedancia, y bajando la plumilla para marcar cada punto deseado. El E = O se registró sobre el papel, desconectando la salida del E del potenciostato al graficador, y cortocircuitando estas entradas del graficador. La plumilla se mueve inmediatamente al valor de E = O.

La escala de I se construyó usando la Dummy Cell y la posición de Galvanostato, con lo que se impone la corriente deseada y se marcan los puntos correspondientes en el graficador.

El valor de I = O (muy importante para determinar el Ecorr) se evaluó desconectando la entrada de I en el graficador y cortocircuitándola, con lo cual la plumilla se mueve inmediatamente al valor I = O.

A la hora de marcar las escalas es muy importante no mover para nada los botones de la posición X y

Y

del graficador, para que las escalas no se alteren.

En la gráfica de la ilustración 12 se observa qué tan importante es saber marcar las escalas de E e

I

en el graficador, ya que para ampliar la curva al tamaño deseado, se utilizaron escalas intermedias en los botones

X

y

Y

del graficador (ver condiciones del ensayo), y por lo tanto, los valores obtenidos en la

gráfica no se podían leer directamente. En la gráfica de la ilustración 13 se observa que se grafica I vs. - E , ya que usando las conexiones en la forma usual de que al aumentar el potencial la pluma se mueve a la derecha, los valores tan negativos de potenciales aplicados se salían del graficador y no era posible ampliar las escalas. Para esto se optó por cambiar las conexiones del E y se observa que al aumentar el potencial, la plumilla se mueve a la izquierda. Así, finalmente se logró ampliar la escala de E y registrar la curva.

Las tablas de resultados experimentales se construyeron obteniendo valores punto a punto de las gráficas de las ilustraciones 12 y 13, respectivamente. También es importante notar que se midió la

Róhmica

entre el electrodo de trabajo y el electrodo de referencia por medio del circuito “feedback” del potenciostato. PARC, con lo que fue posible corregir los valores de Eaplicado, como se observa en las ilustraciones 14 y 15. En estas, se muestran los diagramas de Evans de E vs.

log

I I I

para los dos sistemas estudiados, y se calcularon las pendientes de Tafel siguientes:

Para

H2SO4

0.05M Para H N 0 3 0.1 M

De donde se observa que el efecto de compensar la I R sobre las pendientes de Tafel es el de disminuir su valor, y que los valores de las pendientes son bastante dependientes de la I R .

También en las mismas gráficas se calcula la Icorr gráficamente, extrapolando las pendientes de Tafel al Ecorr, y en la ilustración 15 se observa que la extrapolación de las ramas anódica y catódica al Ecorr se cruzan perfectamente, marcando los valores del Ecorr y de Icorr. En cambio, este comportamiento no se observa en la ilustración 14, por lo que se decidió calcular la Icorr extrapolando al Ecorr sólo la rama catódica, que presenta un buen comportamiento lineal en un intervalo amplio de E . La rama anódica no presenta un comportamiento Tafeliano claro, por lo que es muy arriesgado tomar valores de pendiente en estas condiciones.

controles difusionales resistivos. Actualmente existen programas de cómputo que calculan las pendientes de Tafel y la Icorr utilizando sólo puntos

pretafelianos.

En estas gráficas se observa que el efecto de la I R es a disminuir el valor de las pendientes de Tafel, pero no existe relación entre la compensación de

I R

y la determinación de Icorr, que en el caso del HNO3 es mayor cuando se toman los valores compensados, Y en el H2SO4 ocurre lo contrario, ya que para la determinación de

I,,,,

por este método, es importante conocer el valor del

Ecorr.

Finalmente, los resultados de I,,,, obtenidos por este método son los siguientes:

Para H2SO4 0.05M

Es importante recalcar que la

Vcorr

obtenida por este método es una velocidad instantánea y que este tipo de ensayo es destructivo, al utilizar grandes polarizaciones que afectan a la solución y/o al electrolito.

Tercer método: resistencia d e polarización

Teoría

Icorr

= 0.67 mV/dec

Icorr

= 3.81 mV/dec (sin compensa;) (sin compensar)

Desde la década de los cincuenta, varios autores reportan haber encontrado cierta relación entre la

I,,,, = 0.30 mV/dec

I,,,,

= 4.00 mV/dec

(compensando) (compensando) pendiente de una curva de polarización en el potencial de corrosión y la velocidad de corrosión. Conclusiones

En 1951, Bonhoeffer y Jena definieron esta O Este método sí resalta las características elec- pendiente como "resistencia de polarización", pero troquímicas de un proceso de corrosión, ya que no fue sino hasta 1957 cuando Stern y Geary por

él

es posible conocer los valores de las pen- demostraron que existe una relación lineal entre el dientes de Tafel, el Ecorr, la

Icorr

y si se extrapolan potencial y la corriente aplicada a potenciales poco las pendientes de Tafel a los valores de los

Eeq1

y alejados del potencial de corrosión, y se definió la Eeq2, es posible obtener las

Io

de cada reacción resistencia de polarización así:

involucrada en el proceso.

O Este método está basado en las ecuaciones de Buttler-Volmer para un proceso electroquímico, por

lo

que sólo se obtienen buenas mediciones

de las pendientes y de la Icorr cuando el ¿Pero de qué manera está relacionada la Rp con la sistema está bajo control activacional. Esto hace

Icorr?

que muchas veces no sea fácil determinar los parámetros anteriores, sobre todo cuando existen

Para H N 0 3 0.1 M

polarización en el se puede partir de

la

ecuación “general” que representa un proceso de corrosión y hacer la primera derivada, para después tomar esta derivada en el punto y se llegara a conocer de qué manera la Rp está relacionada con la

Icorr.

Representa, asumiendo varios puntos un proceso de corrosión. Ahora, si se deriva esta ecuación “general” con respecto a (para obtener la recta tangente en cualquier punto de la curva de polarización), se tiene:

Finalmente

Factorizando Icorr de la ecuación (14)

Y como

Y por lo tanto: De donde:

Y la tangente en el punto = será:

Y como

Por lo que:

Y sustituyendo (12) y (13) en (10)

Y como

De donde la Rp se relaciona con la

Icorr

de la siguiente manera:

Es importante recalcar que esta ecuación está ba- sada en las mismas hipótesis que la ecuación (12) del Segundo Método, ya que esa ecuación repre- senta un proceso “general” de corrosión.

Todo lo desarrollado matemáticamente arriba, se puede representar en forma gráfica (véase ilustración 16).

Materiales

O Electrodos Desarrollo experimental

I que circula a través del electrodo de trabajo y el electrodo auxiliar.

Parámetro experimental: superficie del electrodo de trabajo = 0.64 cm2

Trabajo: acero 1020 montado sobre resina epoxi de colado en frío con una superficie de

0.64 cm2. Electrodo de trabajo: la superficie de este

electrodo estuvo siempre previamente lijada con papel lija núm. 600.

Soluciones: las soluciones fueron deareadas usando N2.

Obtención de curvas I E

Para H2SO4 0.05 M: Condiciones: Preparación de materiales

Auxiliar: electrodo de malla de Pt.

Referencia: electrodo de calomelanos saturado Celda: celda de corrosión con cinco bocas (puede sustituirse por un vaso de precipitados de 1 litro con horadaciones en el tapón de hule) (véase ilustración 11).

Punta de Luggin: para acercar

Io

más posible el I = 5 m A de KCI.

electrodo de referencia al de trabajo y disminuir

la

IR.

X = 10 mV/cm

U = 1 mV/s

O Disoluciones:

Y

= 400mV/cm

Se preparó la celda y se deareó con N2. Antes de sumergir el electrodo de trabajo, se polarizó a

Equipo -566 mV vs. ECS y se corrió inmediatamente el

ensayo, obteniéndose una curva I E (véase ilustra- O Potenciostato y generador de barrido Tacussel ción 17).

Modelo GSTP3

O Graficador X-Y marca Sefram TRP-SOL

Variables que se deben controlar I = 5 m A

Para

HNO3

0.1 M: Condiciones:

U = 0.1 mV/s

X = 10 mV/cm

Y

= 10 mV/cm

E del electrodo vs. E del electrodo

de trabajo de trabajo de

También se preparó la celda y se deareó con

N2.

Antes de sumergir el electrodo se polarizó a -530 mV vs ECS y se corrió inmediatamente el ensayo, con lo que se obtuvo otra curva I E (véase ilustra- ción 18):

Recolección de datos

Los resultados experimentales se presentan en las ilustraciones 17 y 18, de donde se obtuvieron los siguientes datos tomando valores punto a punto.

Las ilustraciones 17 y 18 muestran las curvas

I E obtenidas directamente en el graficador. En ellas también se ha graficado I vs. -E por la misma razón que la gráfica de la ilustración 18 de la practica anterior.

La recta de I = O se construyó cortocircuitando las entradas Y del graficador, para obtener el valor cero de corriente.

Explotación

de

resultados

Las ilustraciones 19 y 20 muestran los diagramas E

vs.

I con polarizaciones de 20 mV

>

>

-20

Los

resultados de E e I de varios puntos se mV, donde se observa claramente que el efecto graficaron en diagramas E vs.

I

para valores de de compensar la I R se refleja en una disminución

E sin corrección y con corrección de la I R para del valor de Rp. De estas gráficas se calcularon obtener la Rp de cada sistema ensayado (véanse los valores de Rp para cada sistema y fueron los

Y calculando la Icorr utilizando los valores de las pendientes de Tafel encontradas en la práctica anterior se obtuvo:

Conclusiones

Este método permite calcular la

Vcorr

de un sistema metal/electrolito fácilmente, sin necesidad de polarizar demasiado el electrodo de trabajo, por lo que se considera un método no destructivo y es posible usarlo para seguir la V,,,, en función del tiempo.

Es

importante recalcar que el valor de Rp debe tomarse en el y no suponer que la relación de E e I es lineal en la vecindad de éste (como suponen los aparatos de campo que determinan la V,,,, por este método).

Como este método se deriva de la ecuación:

Hay que ser muy cuidadosos para tomar los datos de

Vcorr

cuando no se cumplan las hipótesis en que está basada dicha ecuación.

Bibliografía

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