Problemas de Corrosión PDF

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CORROSIÓN P 10 P01. Una pila galvánica se encuentra a T = 298 K y consta de un electrodo de cinc en una disolución 1 M de ZnSO4 y otro de níquel en una disolución 1 M de NiSO4. Ambas disoluciones están separadas por una pared porosa para impedir la mezcla entre ellas. Un cable externo con un interru...

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CORROSIÓN

P 10

P01. Una pila galvánica se encuentra a T = 298 K y consta de un electrodo de cinc en una disolución 1 M de ZnSO 4 y otro de níquel en una disolución 1 M de NiSO4. Ambas disoluciones están separadas por una pared porosa para impedir la mezcla entre ellas. Un cable externo con un interruptor conecta los dos electrodos. En el momento en que cerramos el interruptor: A) ¿En qué electrodo se produce la oxidación? B) ¿Qué electrodo es el ánodo de la pila? C) ¿Qué electrodo se corroe? D) ¿Cuál es la fem E de la pila en el momento de la conexión? E) ¿Y si la concentración de electrolito fuera 0.1 M y 0.001 M respectivamente? F) Variación de energía libre de Gibbs ΔG asociada a las condiciones iniciales del problema. En condiciones normales, las del problema, los potenciales normales de corrosión del Zn y del Ni son respectivamente: -763 mV y -250 mV. Solución: A) Zn, B) Zn, C) Zn, D) E = 0.513 V, E) E = 0.454 V, F) ΔG = -99000 J/mol. P02. Un proceso de electrodeposición de cobre utiliza 16 A de corriente para disolver químicamente (corroer) un ánodo de cobre y electrodepositar cobre sobre una pieza que actúa de cátodo. Si se supone que no hay reacciones secundarias ¿Cuanto tiempo tardarán en corroerse 13 g de cobre del ánodo? La superficie es de 100 cm2. PA (Cu) = 63.5 g/mol Calcular la velocidad de corrosión en mdd (mg/dia-dm2). Solución: A) 41.16 min, B) 4.55x10-5 mdd. P03. Un tanque cilíndrico de acero suave (bajo en carbono) de 2 m de altura y 100 cm de diámetro, contiene agua aireada hasta un nivel de 160 cm y muestra una pérdida de peso debido a la corrosión de 924 g al cabo de 5 semanas. P A (Fe) = 55.9 g/mol. Calcular: A) la corriente de corrosión; B) la densidad de corriente implicada en la corrosión del tanque. Supóngase que la corrosión es uniforme sobre la superficie interior del tanque y que el acero se corroe en la misma forma que el hierro puro. Solución: A) 1.06 A, B) 1.82x10-5 A/cm2. P04. Una pieza de aleación de níquel experimenta una oxidación a elevada temperatura que responde a una ley parabólica del tipo W 2 = At + B, con un incremento de masa por la oxidación expresada en la tabla siguiente. Determinar la oxidación después de transcurridas 10 horas. Solución: 3.69 mg/cm2 (equivalentes a 886 mdd). W (µg cm-2)

t (minutos)

600

10

900

30

P05. Un redondo de bronce al aluminio, de 660 MPa de resistencia a la rotura, de 10 cm de diámetro, soporta una carga a tracción de 110000 kgf, estando todo sumergido en las aguas de un embalse, en cuyo medio la aleación presenta, para una superficie de 0.9 m2, una velocidad de corrosión de 0.6 mm/año. Estimar el tiempo mínimo de servicio de este material. Solución: 45.3 años P06. Un alambre de 5 mm de diámetro, de monel 400 (aleación de níquel), recubierto de una pequeña capa de óxido de 100 µm, sostiene un peso de 4000 N, en el interior de un horno a 600°C, donde sufre una corrosión cuya velocidad cumple la ley parabólica y2 =

c1 · t + c0, sabiendo que con una hora de exposición su capa de óxido aumenta a 200 µm, calcular: A) El tiempo en el cual iniciaría la deformación plástica, B) El tiempo en el cual se produce la rotura. Las propiedades mecánicas del monel 400 son: E = 179 GPa, σY = 283 MPa, σM = 579 MPa, AB = 39.5 %. Solución: A) 4.5 h, B) 34.5 4 h. P07. Una aleación de cobalto-cromo experimenta a 900 °C una oxidación que responde a la ley w2 = At + B, con un incremento de masa de 0.50 mg/cm2 a los 40 minutos y de 0.85 mg/cm2 a las 4 horas. Determinar la oxidación producida a los 6 días. Solución: 4.54 mg/cm2. P08. Calcular la relación volumen de óxido a volumen de, relación P.B., para la oxidación del Al a alúmina (Al2O3). Densidades: del metal 2.7 g/cm3, del óxido 3.7 g/cm3, considerando la masa de metal oxidado 100 g. PA (Al) = 27 g/mol, MW (Al2O3) = 102 g/mol.. Solución: 1.38 ► protector....