Laboratorio Corrosión - Identificación Ánodo y Cátodo

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Debido a los indicadores de la solución, al momento de reaccionar dan información para poder saber cuál es el metal que se está actuando como ánodo y cuál como cátodo.

Dada la característica de la fenolftaleína como indicador, es el acero inoxidable el que actúa como cátodo y el acero de bajo carbono como ánodo por ser éste quien se oxida.

En la figura 1 se aprecia el cambio de color que obtuvieron ambas muestras en contacto.

[pic 1]

Fig. 1. Lamina de acero inoxidable con acero de bajo carbono

Las semirreacciones son las siguientes:

Zona anódica: Fe → Fe2+ + 2e-

Zona catódica: 4e- + 2H2O + O2 → 4OH-

Al oxidarse el Fe, este en conjunto con el ferrocianuro de potasio forma el siguiente compuesto:

3 Fe2+ + 2Fe (CN)63- → Fe3[ Fe (CN)6]2 (s)

3.1.2 Muestras de bronce en contacto con un acero de bajo carbono:

Se puede apreciar (figura 2) de forma similar a las muestras anteriores, que al momento de verter la solución hubo un cambio de la coloración del líquido en la periferia del bronce que se colocó de un color rojizo y del acero de bajo carbono que se tornó de un color azul oscuro.

Con esto se puede decir que el acero de bajo carbono está actuando como ánodo producto de la presencia de iones ferrosos en la solución y el bronce está actuando como cátodo por la presencia de hidróxidos.

[pic 2]

Fig. 2. Bronce con acero de bajo carbono

Las semirreacciones son las siguientes:

Zonas anódicas: Fe → Fe2+ + 2e-

Zonas catódicas: 4e- + 2H2O + O2 → 4OH-

Al oxidarse el Fe, este en conjunto con el ferrocianuro de potasio forma el siguiente compuesto:

3 Fe2+ + 2Fe (CN)63- → Fe3[ Fe (CN)6]2 (s)

3.1.3 Muestras de un clavo de acero con bajo contenido de carbono:

El conformado del clavo se realiza mediante deformación, es por esto que en las zonas sometidas a maquinado, la red cristalina del metal se deforma y se originan tensiones. Estas zonas son más reactivas en particular, con respecto a la corrosión.

Constituyen zonas anódicas frente a las zonas no tensionadas que actúan como cátodos.

Si consideramos toda la pieza en contacto con un medio agresivo, las reacciones anódica y catódica serán las mismas y el color característico de reconocimiento de la zona anódica aparecerá tanto en la punta como en la cabeza del clavo y el color característico de reconocimiento de la zona catódica aparecerá en el cuerpo del clavo.

La parte superior se tornó de color rojizo y la parte inferior azul oscuro, esto quiere decir que en la misa muestra se está actuando como ánodo y otra parte como cátodo al mismo tiempo. Producto del maquinado, como se mencionó anteriormente.

[pic 3]

Fig. 3. Clavo de acero de bajo contenido en carbono

Las semirreacciones son las siguientes:

Zonas anódicas: Fe → Fe2+ + 2e-

Zonas catódicas: 4e- + 2H2O + O2 → 4OH-

Al oxidarse el Fe, este en conjunto con el ferrocianuro de potasio forma el siguiente compuesto:

3 Fe2+ + 2Fe (CN)63- → Fe3[ Fe (CN)6]2 (s)

3.1.4 Muestras de un acero galvanizado en contacto con un acero de bajo carbono:

Cuando se ponen en contacto el Fe y un metal más activo que el hierro como el Zn (acero galvanizado), se produce protección catódica. El Zn se oxida actuando como ánodo.

En la figura 4 se observa que el acero de bajo carbono está rodeado de un color rojizo, que es el indicador de fenolftaleína actuando en presencia de hidróxidos. Dicho indicador revela que el hierro se reduce, actuando como cátodo en este caso. En la figura 4 no se aprecia claramente la oxidación del zinc del acero galvanizado. Pero sin duda es el zinc el que se está oxidando en esta reacción actuando como ánodo.

Las semirreacciones son las siguientes:

Zonas anódicas: Zn → Zn2+ + 2e-

Zonas catódicas: 4e- + 2H2O + O2 → 4OH-

Al oxidarse el Zn, este en conjunto con el ferrocianuro de potasio forma el siguiente compuesto:

3 Zn2+ + 2Zn (CN)63- → Zn3[ Zn (CN)6]2 (s)

[pic 4]

Fig. 1. Lamina de acero galvanizado con acero de bajo contenido de carbono.

3.2 Discusión

De los resultados obtenidos, se puede deducir que las muestras de acero inoxidable con un acero de bajo carbono y un bronce con un acero de bajo carbono, fue fácil de determinar sus zonas anódicas y catódicas porque los iones ferrosos actuaron casi instantáneamente, haciéndose notar el color azul en los aceros de bajo carbono. En el acero inoxidable no actuaron estos iones ferrosos ya que son aceros con 12% de cromo, el cual lo hace resistente a la corrosión.

Por otro lado, el clavo de acero de baja aleación posee zonas anódicas y catódicas. Esto se da debido a las zonas de mayor energía o con energía acumulada gracias a la concentración de esfuerzos que se da por el forjado en caliente o trabajo en frio de materiales mecánicos con la finalidad de darle una forma específica, convirtiéndose entonces dicha zona en una más activa que el resto del material al cual no se le aplicaron dichas fuerzas comportándose así como ánodos por su alto contenido energético en comparación a las otras zonas. Las zonas de más baja energía se comportan como cátodos.

En cuanto a la muestra de un acero galvanizado con un acero de bajo carbono, aquí lo que ocurrió es que el zinc del acero galvanizado actuó como ánodo de sacrificio. El hierro en este caso actuó como cátodo, por