prevención de la corrosión y el óxido mapa mental
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Comprender el tema
La corrosión es el deterioro electroquímico de los metales por reacción con su entorno, siendo el óxido de hierro el ejemplo más conocido. Este recurso organiza sus causas, los factores que la aceleran, los tipos de protección como galvanizado, pintura y protección catódica, y ejemplos cotidianos. Resulta útil para estudiantes de química que necesitan comprender cómo y por qué se degradan los materiales metálicos y cómo se evita ese proceso.
Mecanismo electroquímico del óxido
La corrosión es un proceso electroquímico. En una gota de agua sobre el hierro coexisten zonas con distinto acceso al oxígeno: las áreas con menos oxígeno pueden actuar como ánodos, donde el hierro se oxida a iones Fe2+, mientras en las zonas mejor oxigenadas se favorece la reducción del oxígeno. Los iones difunden y, con más oxígeno, pasan a Fe3+, formando óxido de hierro(III) hidratado, la parda capa que llamamos óxido. Como esta capa es porosa y se desprende, el hierro sigue expuesto y la degradación avanza hasta consumir el metal. Por eso el óxido protege mucho menos que la pátina de otros metales.
Por qué el aluminio y el cromo no se corroen igual
Metales como el aluminio, el cromo o el zinc también se oxidan, pero forman capas de óxido muy adherentes y compactas que sellan la superficie e impiden que la reacción continúe. A este fenómeno se le llama pasivación. El acero inoxidable debe su resistencia al cromo que contiene: el óxido de cromo superficial se autorrepara si se raya, siempre que haya oxígeno disponible. En cambio, el óxido del hierro es escamoso y poroso, de modo que no protege el metal interior. Esta diferencia explica por qué se alea el hierro con cromo o se recubre con zinc.
Métodos de protección y sus límites
La protección por barrera aísla el metal del aire y del agua con pintura, aceites o plásticos; es económica, pero falla si el recubrimiento se raya. El galvanizado añade zinc, que además actúa como ánodo de sacrificio: aunque la capa se dañe, el zinc se oxida antes que el hierro y lo sigue protegiendo. La protección catódica por ánodos de sacrificio se emplea en cascos de barcos, calentadores de agua y tuberías enterradas, sustituyendo los ánodos periódicamente. Ningún método es definitivo: la elección depende del coste, del ambiente y de la vida útil esperada de la pieza.
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Preguntas de repaso
¿Por qué el óxido del hierro no protege el metal mientras que el óxido del aluminio sí?
La capa de óxido de aluminio es compacta y muy adherente, de modo que sella la superficie y detiene el avance de la corrosión, un fenómeno llamado pasivación. El óxido de hierro, en cambio, es poroso y escamoso: se desprende y deja el metal expuesto, por lo que la corrosión continúa hasta deteriorar la pieza.
¿Cómo funciona el galvanizado de una chapa de acero?
El galvanizado consiste en recubrir el acero con zinc, normalmente por inmersión en zinc fundido. El zinc actúa como barrera física frente al aire y el agua y, además, como es más reactivo que el hierro, se oxida preferentemente. Así, incluso si el recubrimiento sufre un rayón, el zinc protege al hierro de forma electroquímica, comportándose como ánodo de sacrificio.
¿Qué papel juega la sal en la corrosión de los coches o los barcos?
El agua salada es un electrolito mucho mejor que el agua pura: los iones disueltos facilitan el paso de carga en las microceldas electroquímicas que se forman sobre el metal. Esto acelera notablemente la oxidación del hierro y de otros metales. Por eso los vehículos y estructuras expuestos a sal de viento o a sales de deshielo sufren corrosión más rápida y requieren protecciones adicionales.