¿Cómo evitar la corrosión? Medina Carranza Moisés #17 | Mtra. Alma Maite Barajas Cárdenas
FASE 1
Tecnología del Cinvestav prolonga vida de turbinas Al concentrar altas temperaturas, las turbinas de los aviones requieren protección especial para evitar un rápido desgaste y corrosión. Ante esta problemática, científicos del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), Unidad Querétaro, han desarrollado materiales y recubrimientos capaces de proteger diversos componentes metálicos. La tecnología protectora se puede apreciar en forma de películas ultradelgadas del orden de micras de grosor, elaboradas a base de materiales nanoestructurados. De esta forma, los recubrimientos protegen partes metálicas que están expuestas a ambientes en los que la temperatura podría elevarse hasta en mil grados centígrados.
Corrosión La corrosión de los metales consiste en su oxidación cuando entran en contacto con el oxigeno y la humedad del medio; como producto se forma un óxido metálico. La reacción química que se lleva a cabo en la corrosión del hierro se representa así: 4Fe + 3O 2 + 3H 2 O -> 2Fe 2 O 3 + 3H 2 O
Toneladas de acero que son disolubles a nivel mundial por la corrosión 5.61 toneladas de acero son disolubles en el mundo, los cuales son procedentes de unos nanómetros o picometros, invisibles en cada pieza, ya que al multiplicarlo por la cantidad exacta de acero existente en el mundo, se constituye una nueva cantidad, todo esto producido por la corrosión.
Métodos para evitar la corrosión Recubra el acero normal con plásticos especiales . El recubrimiento del acero con plásticos especiales resistentes al desgaste constituye otra forma de protección contra la corrosión; sin embargo, el alto coste que implica el proceso de recubrimiento (en talleres especializados) hace que este método no sea práctico para uso diario. Pinte el acero normal con pinturas especiales . El pintar el acero utilizando pinturas especiales es el método más común de proteger grandes estructuras de acero. Las superficies que se van a pintar se deberán limpiar cuidadosamente con un cepillo de acero (o preferiblemente mediante un chorro de arena). La capa inferior deberá consistir en un imprimador basado en zinc. La segunda y tercera capas deberán consistir en una pintura de epoxi sobre base de brea.
Métodos para evitar la corrosión Utilice acero inoxidable en lugar de acero normal . Acero inoxidable es acero normal mezclado con otros metales como níquel y cromo. Sin embargo, el coste del acero inoxidable hace que éste no sea práctico para un uso diario, excepto para pequeños elementos de ajuste como pernos y tuercas. Recubra el acero normal con zinc . El recubrimiento de acero con zinc, que es otro metal, es un procedimiento que se conoce generalmente como galvanizado y es la forma más normal de proteger pequeños objetos fabricados como anillas de amarre, bolardos fabricados con tubos, pernos, mordazas, cadenas, grilletes, tuberías de agua, etc. Los materiales a recubrir se sumergen normalmente en un baño de zinc fundido en talleres especializados. Una vez un objeto se ha sumergido en zinc en caliente no se debe realizar ningún trabajo de soldado, corte o taladrado, ya que esto destruiría la integridad del recubrimiento de protección.
FASE 2
Materiales Cenicero de cristal o barro Fibra de acero Cerillos Clavo de 4 pulgadas Moneda de cobre Plato hondo de plastico 50ml de vinagre 5 servilletas de papel Lija para metales 1 vela Limadura de hierro y cobre Papel aluminio Cinta de magnesio
I ntroducción Es la pérdida o deterioro de las propiedades físicas y/o químicas de un metal, sobre todo el hierro, al interactuar con su medio. Sucede naturalmente, transformándose el metal en un óxido, (reacción anódica, donde ocurre la disolución del metal) que es un compuesto más estable, por el cual el metal vuelve a su estado anterior u original, que es el que tenía antes del proceso metalúrgico.
Procedimiento Práctica 1 Poner por separado la fibra metálica y el clavo sobre el cenicero. Enciendan un cerillo y acercar el clavo a la flama Enciendan otro cerillo y acérquenlo al fragmento de metal
Conclusiones - Resultados El cerillo se hizo de un color oscuro al acercarlo con el fuego. La fibra comenzó a fundirse y a tornarse color negra.
Procedimiento Práctica 2 Lijar una cara de la moneda de cobre. Poner en el plato una servilleta impregnada de vinagre. Poner la moneda en la servilleta e impregnen con vinagre. Agregar vinagre al plato sin mojar la superficie limada de la moneda. Dejar reposar varias horas y revisar cada 30 minutos. Al pasar 2 horas, levantar la moneda y observar los cambios.
Conclusiones - Resultados El vinagre acelera la oxidación. La moneda se tornó de un color verdoso al cabo de varias horas.
Procedimiento Práctica 3 Enciende la vela y fíjala con parafina derretida en el centro del plato Toma levadura de hierro y déjala caer lentamente en la flama Lleva a cabo el mismo procedimiento con limadura de cobre Sostiene el papel aluminio en la flama
Conclusiones - Resultados Al dejar caer las limaduras de hierro y cobre, estas producían chispas, y aumentaba con el cobre. Al colocar la cinta al fuego, producía una luz muy clara
FASE 3
Galvanoplastía La galvanoplastia es un proceso por el cual una superficie se cubre con iones metálicos que pasan a través del ánodo y llegan al cátodo mediante una solución salina que es conductora de electricidad . La galvanoplastia presenta diversas ventajas, tales como las siguientes: • Aumenta o da resistencia y durabilidad a los materiales sometidos a este proceso. • Es un proceso de bajo costo. • Ofrece al material recubierto resistencia a la corrosión y a la oxidación.
MODELOS EN 3D DE LAS MOLECULAS QUE PARTICIPAN EN LAS REACCIONES QUIMICAS
¡Se oxidó mi bici! Tu tío Enrique se ha empeñado en que heredes su bicicleta. Por eso, vas a su casa para recogerla y, volando, sales a probarla, pero… te das cuenta de que amenaza una tormenta, así que, sobre la marcha, decides volver y dejas la bici apoyada en la valla. Sabes que se mojará, pero piensas que no pasa nada, así se limpia. Al cabo de unos días, cuando por fin vuelve a salir el sol, decides recoger tu bici y, al acercarte, observas unas manchas marrones que antes no tenía. Intentas limpiarlas pero no se quitan, no se trata de suciedad; además, la cadena está rígida y los eslabones atorados; algo ha pasado. ¿Qué ocurrió?
Preguntas ¿Las manchas marrones son resultado de un cambio químico o físico? R:Químico ¿Qué elementos han intervenido en los cambios producidos en la bicicleta? R:Agua, oxigeno y aire ¿Qué tipo de reacción ha tenido lugar? R:Oxidación de un metal al contacto de agua Si las partes metálicas de la bicicleta son de hierro, ¿cuál es la reacción que se llevó a cabo? R:Corrosión ¿Cómo se evita que a las bicicletas les pase lo que se menciona en el texto? R:Evitar el contacto con el agua
Primeras observaciones de ácidos y bases En el siglo XVII, tres químicos fueron los pioneros e el estudio de las reacciones entre los ácidos y las bases. Johann R. Glauder (1604-1668) preparo muchos ácidos y sales, como la sal de Glauder, con la que hoy se siguen elaborando colorantes, Otto Tachenius (1620-1690) fue el primero en reconocer que el producto de reacción entre un ácido y una base es una sal. Por su parte, Robert Boyle (1627-1691) asoció el cambio de color en el jarable de violetas con el carácter ácido o básico de la disolución de una sustancia. Hoy sabemos que estas reacciones intervienen en muchos procesos biológicos
Preguntas El bicarbonato es una sustancia que se utiliza para eliminar la acidez estomacal. ¿Qué clase de sustancia es y que reacción química se produce en dicho caso? R:Es una base. Neutralización. 2. ¿Qué tipo de reacción analizó Otto Tachenius? R: Neutralización de ácido-base 3. ¿Cómo explicas lo observado por Robert Boyle en el jarabe de violetas? R:El jarabe de violetas es un indicador de pH
Tríptico
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Resumen Con este proyecto, me he dado cuenta de que la corrosión es una reacción química, con la cual, se obtienen tres factores: agua, aire y oxigeno. Se podría decir que la corrosión en un fenómeno químico, y físico, dado a materiales, metales, y distintas