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4. Análisis y reporte de resultados Localizar las zonas anódicas y catódicas, y describir la acumulación de álcali en las zonas catódicas y la corrosión en las zonas anódicas. Explicar la reacción que ocurre en cada una de ellas. Mediante imágenes observar los cambios de coloración en los pares galvánicos y analizar cada uno de estos sistemas. 4.1. Ensayo de la gota de Evans La gota de Evans en esta primera parte de la práctica la preparamos con una solución de; NaCl, Fenolftaleína y ferrocianuro de potasio. Ensayo que se realizó sobre cuatro placas de acero, las cuales, dos eran de acero inoxidable y las otras dos de acero de bajo carbono. La gota de Evans revela la formación de zonas anódicas y catódicas debido a la diferencia de aireación que presenta la gota. La cantidad de oxigeno que se presenta en el centro de la gota, es diferente a la cantidad de oxigeno que está presente en los bordes de ella. En la práctica observamos que en el centro de la gota tomaba un color azul y en los bordes de ella se tornaba de un color rosa, debido al principio del experimento de la gota de Evans. Entonces en la práctica las zonas ricas en oxigeno (bordes), se estarán convirtiendo en una zona catódica, por su consumo de oxigeno que la llevaría a formar iones de OH— y su coloración rosa por el efecto de la Fenolftaleína, y por otro lado en el centro de la gota debido a una menor presencia de oxígeno, se generan iones Fe++, siendo esta la zona catódica de coloración azul. Imagen 1.Fotografía de las cuatro placas usadas para el ensayo de la gota de Evans 4.2. Experimento de la gota en acero inoxidable. PLACA B. PLACA A. Imagen 2 y 3. Fotografía de las dos placas de acero inoxidable, placa A y placa B. Según el principio de la gota de Evans se busca revelar las zonas anódicas y catódicas generadas en un metal durante un proceso de corrosión. En las figuras donde vemos dos aceros inoxidables notamos que sobre la placa A no se presenta coloración alguna, mientras que en la placa B notamos la presencia de coloración azul en las tres gotas depositadas en ella. Analizando este caso donde una toma coloración y la otra no, debemos conocer que el acero inoxidable genera en su superficie una capa fina de óxido de cromo, lo cual cuando una sufre desgaste inmediatamente se forma la fina capa por el contacto que sufre el cromo con el oxígeno, entonces notamos que este acero presenta defectos en su zona estudiada lo que permite una leve corrosión. En la placa A del acero inoxidable no presenta coloración, por lo cual no se puede ver zona catódica ni anódica en la placa. 4.3. Experimento de la gota en dos aceros de bajo carbono. En el momento del análisis de las dos placas de acero de bajo carbono vemos la presencia de corrosión y visualizamos las zonas catódicas y anódicas, debido a que no es un acero inoxidable; siendo de bajo carbono es más sencillo notar la presencia de estas, es decir el principio de la gota de Evans es más efectivo. Imagen 4. Fotografía de la placa de acero de bajo carbono, (placa limpia) En esta placa de acero de bajo carbono previamente limpiada, las zonas anódicas (zonas azules donde se da la producción de Fe++) las vemos ubicadas en el centro de la gota, mientras que las zonas catódicas (zonas rosas donde se libera OH--) están en el borde de la gota (principio de la gota de Evans). Imagen 6. Fotografía placa de acero bajo carbono, (placa sucia). En esta última placa que no se le realizó limpieza previa, vemos que la zona anódica fue creciendo progresivamente ocasionado por la capa de óxido que tenía en la superficie la cual no fue retirada. 4.4. Diferentes tipos de sistemas. Para la parte final de la práctica utilizamos varios sistemas donde analizaríamos diferentes situaciones de corrosión y la identificación de las zonas catódicas y anódicas. Para iniciar con la práctica debimos preparar los sistemas en vidrios de reloj, que contenían una solución de agar-agar con 3% de NaCl, ferrocianuro de potasio y fenolftaleína. 4.5. Sistema de puntillas sin deformar y deformadas Imagen 5. Fotografía del sistema de puntillas deformadas (esquina izquierda arriba) y no deformadas (en el centro). El primer sistema se usó puntillas deformadas en su cabeza y en la punta, se tomó como referencia dos puntillas en el centro sin deformar. En este caso para las puntillas deformadas la zona anódica en la parte deformada y las zonas catódicas en las zonas que no fueron deformadas. Sabiendo esto notamos que en las zonas dañadas de un material se acelera el proceso de la corrosión. En las puntillas de referencia no deformadas, la corrosión será más lenta, debido a que no tiene deformación que la acelere. 4.6. Sistema de doble par galvánico cobre-acero-zinc Imagen 7. Fotografía del Sistema de doble par galvánico cobre-acero-zinc En este segundo sistema de par galvánico del acero, el cobre y el zinc, identificamos como el acero con un mayor potencial nos revela la zona catódica (el de menor potencial se corroe), y, analizamos al zinc como protector del acero evitando que este se corroa, definiéndonos el ánodo en el sistema. En la sección del acero y el cobre notamos la zona anódica el acero y la catódica al cobre. 4.7. Sistema par galvánico cobre– zinc y celda de acero-cobre Imagen 8. Fotografía del Sistema de par galvánico cobre–zinc y celda de acero-cobre El tercer sistema, se puede ver al acero tomando un color azul sobre algunas partes de su superficie (ánodo), y el cobre un color rosa (cátodo). Debido a las diferencias de potencial entre los materiales usados. 5. SOLUCIÓN DE PREGUNTAS Explicar la reacción que ocurre en las áreas anódicas y catódicas respectivamente, incluyendo los iones que se forman en cada una de ellas. Y observar los cambios de color que se presentan en los sistemas con pares galvánicos, definir quiénes forman el par y qué tipo de protección ocurre. Las láminas de acero Las reacciones: Reacción Anódica: Reacción Catódica: Oxidación del hierro: Reducción del cobre: 6. Conclusiones Se puede concluir que las zonas anódicas muestran la producción de Fe++, es decir, zonas que sufrían corrosión ósea con coloración azul, y las zonas catódicas las que revelaban la producción de OH--, las de color rosa. También a tener en cuenta que las zonas varían dependiendo del tipo de metal, y el tipo de ensayo aplicado. Concluimos que la práctica puede variar los resultados dependiendo de la superficie de las piezas a analizar, ya sean debidamente limpiadas o analizadas con suciedad u óxidos que afecte nuestro análisis. En un metal deformado como en el sistema de las puntillas se favorece la corrosión debido a la acumulación de esfuerzos residuales. Debido a que los átomos adquieren energía, la cual utilizan para pasar a un estado más estable y acelerar el proceso de corrosión. Y según con el objetivo principal de esta práctica podemos finalizar diciendo que se reconoció y estudió las zonas catódicas y anódicas por medio de la práctica de laboratorio mediante los ensayos de la gota de Evans y algunos sistemas con pares galvánicos. 7. Bibliografía [1] «Experimento de la gota en dos aceros de bajo carbono. Experimento de la gota en dos aceros de bajo carbono.,» [En línea]. [http://materias.fi.uba.ar/6303/TPN3.pdf] [2] «Tema 2. Revisión de reacciones Redox.,» [En línea]. Available: http://www.uclm.es/profesorado/afantinolo/doc encia/inrganica/Tema2/Transp_T2IQ.pdf. [Último acceso: 20 Mayo 2016]. [3] «CELDAS ELECTROQUIMICAS,»[En línea]. Available: http: //www.ciens.ucv.ve/eqsol/Electroquimica/Clas es/clases/P4.pdf. [Último acceso: 21 Mayo 2016]. [4] AHMAD, Zaki. Principles of corrosion engineering and corrosion control. Ichem.2006. [5] JONES Denny. Principles and Prevention of Corrosion. Segunda Edición. Editorial Prentice Hall Inc. Departamento de Ingeniería Química y Metalúrgica. Universidad de Nevada, Reno. 1996.
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