22.5: Corrosión

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El tractor fue una vez una pieza muy útil de equipo agrícola. Pero los tractores envejecieron, probablemente se averiaron mucho, y finalmente fueron difíciles de encontrar piezas para. Los agricultores compraron tractores nuevos y más eficientes con los últimos gadgets. No hay mucho mercado para tractores viejos, por lo que a menudo se sientan estacionados fuera del camino, expuestos al clima y silenciosamente dejados oxidarse.

Corrosión

El óxido es una combinación de varios óxidos diferentes de hierro. Las siguientes ecuaciones muestran los pasos involucrados en uno de los muchos procesos de formación de óxido.

\[\begin{align*} 2 \ce{Fe} \left( s \right) + \ce{O_2} \left( g \right) + 4 \ce{H^+} \left( aq \right) &\rightarrow 2 \ce{Fe^{2+}} \left( aq \right) + 2 \ce{H_2O} \left( l \right) \\ 4 \ce{Fe^{2+}} \left( aq \right) + \ce{O_2} \left( g \right) + 6 \ce{H_2O} \left( l \right) &\rightarrow 2 \ce{Fe_2O_3} \cdot \ce{H_2O} \left( s \right) + 8 \ce{H^+} \left( aq \right) \end{align*}\nonumber \]

El hierro se oxida primero a iones de hierro (II) por el oxígeno. En la segunda etapa, los iones hierro (II) se oxidan aún más y se combinan con agua y gas oxígeno para producir una forma hidratada de óxido de hierro (III) conocida como óxido. La oxidación es uno de los muchos ejemplos de corrosión. La corrosión es el deterioro de los metales por procesos redox. La corrosión causa enormes daños a edificios, puentes, barcos, automóviles y otros objetos. Se ha estimado que la corrosión cuesta a la economía estadounidense más de $100 mil millones cada año. Se dedica una gran cantidad de tiempo y esfuerzo para tratar de limitar o prevenir la corrosión.

Resistencia a la corrosión

Algunos metales, como el oro y el platino, no se corroen fácilmente porque son muy resistentes a la oxidación por sustancias comunes. Algunos otros metales comienzan a oxidarse, pero están protegidos aún más de la corrosión adicional por un recubrimiento formado en la superficie. El aluminio reacciona con el oxígeno para formar óxido de aluminio, que permanece apretado en la superficie. El óxido de aluminio evita que el interior del aluminio se corroa. No toda la corrosión es el resultado de la reacción con el oxígeno. El cobre se corroe por reacción con dióxido de carbono para formar carbonato de cobre (II). Este distintivo compuesto verde también se llama pátina y evita que el cobre debajo se corroa más (ver Estatua de la Libertad en la figura a continuación).

Figura$\PageIndex{1}$: Estatua de la Libertad.

Por el contrario, los óxidos de hierro que se forman durante la corrosión del hierro forman una capa que se desprende fácilmente, en lugar de permanecer apretada a la superficie. Esto permite que el hierro se corroa completamente hasta que el objeto de hierro sea destruido.

Una forma de prevenir la corrosión es proteger la superficie del metal. Cubrir la superficie de un objeto metálico con pintura o aceite evitará la corrosión al no permitir que el oxígeno entre en contacto con él. Desafortunadamente, los arañazos en la pintura o el desgaste del aceite permitirán que comience la corrosión. Los metales sensibles a la corrosión también se pueden recubrir con otro metal que sea resistente a la corrosión. Una “lata” en realidad está hecha de hierro recubierto con una fina capa de estaño, que protege el hierro.

La corrosión también se puede controlar conectando el objeto a proteger a otro objeto hecho de un metal que se corroe aún más fácilmente. Cuando un clavo de hierro se envuelve con una tira de zinc y se expone al agua, el zinc (siendo un metal más activo que el hierro) se oxida mientras que el hierro permanece intacto. Esta técnica, llamada protección catódica, se utiliza comúnmente para evitar que los cascos de los barcos de acero se oxiden. Bloques de zinc están unidos a la parte inferior del casco (ver figura abajo). Los bloques de zinc se corroen preferentemente, manteniendo intacto el casco. Los bloques de zinc deben ser reemplazados periódicamente para mantener la protección del hierro.

Figura$\PageIndex{2}$: Pequeños bloques de zinc están unidos al casco de acero de esta nave.

Resumen

La corrosión es el deterioro de los metales por procesos redox.
Se dan ejemplos de corrosión.