Agentes oxidantes

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Agentes oxidantes

  1. 1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD PANAMERICANA DEL PUERTO FACULTAD DE INGENIERIA CATEDRA: CORROSION EXPOSICIONFACTORES QUE INFLUYENEN LA CORROSION DE UN METAL PONENTES: VITOR DOS SANTOS CARLOS SEVILLA LUIS TISOY
  2. 2. CORROSIÓN BIOLÓGICAProvocada por la contaminación debacterias que pueden afectar de formadirecta o indirecta el deterioro delmetal, estas bacterias pueden estarpresentes en aguas con altasconcentraciones salinas, típicas de losmares y océanos, lagos salados y fosassalinas, . Las más significativas son lasdenominadas ferro bacterias.
  3. 3. CORROSIÓN BIOLÓGICALas consecuencias de la actividad microbiologica pueden ser: Producir un ambiente corrosivo Crear celdas de concentración electrolítica en la superficie del metal Modificar la resistencia de las películas superficiales Tener influencia sobre el índice de reacción anódica o catódica Modificar la composición ambiental
  4. 4. TIPOS DE MICROORGANISMOS• Los aeróbicos crecen • anaeróbicos tendrán con facilidad en un un ambiente ambiente que virtualmente contenga oxígeno desprovisto de oxígeno atmosférico.
  5. 5. EJEMPLOS:• microorganismos anaeróbicos constituido por bacterias de reducción de sulfatos, las cuales fomentan la corrosión. Los sulfatos en suelos ligeramente ácidos a alcalinos (PH de 6 a 9) los reducen esas bacterias, para formar sulfato de calcio y sulfuro de hidrógeno. Cuando estos compuestos entran en contacto con las tuberías de hierro subterráneas, se produce una conversión del hierro a sulfuro de hierro. Puesto que esas bacterias esten en esas condiciones, seguirán fomentando esta reacción, hasta que se produzca una falla de la tubería.
  6. 6. EJEMPLO 2La matriz que se forma a través del ensuciamiento biológico no es una masa sólida, sino que cuenta con toda una gama de canales por los cuales las bacterias pueden absorber nutrientes y oxígeno del agua. Conforme esta capa va creciendo, las partes bajas reciben poco oxígeno y se desarrollan capas anaeróbicas.
  7. 7. MICROORGANISMOS
  8. 8. CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICAEl S02 y el NaCl son los agentes corrosivos más comunes de la atmósfera. El NaCl se incorpora a la atmósfera desde el mar. Lejos de éste, la contaminación atmosférica depende de la presencia de industrias y núcleos de población, siendo el contaminante principal por su frecuencia de incidencia sobre el proceso corrosivo el dióxido de azufre (S02), proveniente del empleo de combustibles sólidos y líquidos que contienen azufre.
  9. 9. PROCESO DE CORROSIÓN ATMOSFÉRICALa corrosión atmosférica es la causa más frecuente de la destrucción de los metales y aleaciones.• El mecanismo de corrosión es de naturaleza electroquímica. El electrolito es una capa de humedad sobre la superficie del metal cuyo espesor varía desde capas muy delgadas (invisibles) hasta capas que mojan perceptiblemente el metal. La duración del proceso de corrosión depende sobre todo del tiempo durante el cual la capa de humedad permanece sobre la superficie metálica.
  10. 10. PROCESO DE CORROSIÓN ATMOSFÉRICApresencia de un proceso anódico y otro catódico, con un electrólito de resistencia óhmica determinada.• En el proceso anódico el metal se disuelve en la capa del electrolito, en la cual la concentración se eleva hasta la precipitación de un compuesto poco soluble.• En el proceso catódico, bajo la capa de humedad, la mayoría de los metales expuestos a la atmósfera se corroen por el proceso de reducción de oxígeno.
  11. 11. LA CORROSIÓN ATMOSFÉRICA SE CLASIFICA EN:• a) Corrosión seca. Cuando el agente externo desencadenante no requiere específicamente la presencia de un agente líquido (par galvánico por contacto con otro metal, por ejemplo).• b) Corrosión húmeda. Requiere de la humedad atmosférica, y aumenta cuando la humedad excede de un valor crítico, frecuentemente por encima del 70%.• c) Corrosión por mojado. Se origina cuando se expone el metal a la lluvia o a otras fuentes de agua.
  12. 12. PRINCIPALES CONTAMINANTES QUE AFECTA LAVELOCIDAD DE CORROSIÓN:El NaCl y el SO2 son los principales contaminantes corrosivos de la atmósfera. La correlación entre los niveles de concentración de S02 o NaCl y la velocidad de corrosión es alta, También es importante mencionar al sulfuro de hidrógeno, que es el responsable del deslustre de cobre y plata, los compuestos nitrogenados que en solución incrementan la humedad en la superficie de los metales, las partículas inertes (silicio) y las partículas absorbentes (carbón de leña).
  13. 13. AGENTE OXIDANTEUn oxidante es un compuesto químico que oxida a otra sustancia enreacciones electroquímicas o redox. En estas reacciones, el compuestooxidante se reduce.Básicamente:•El oxidante se reduce•El reductor se oxida•Todos los componentes de la reacción tienen un número de oxidación•En estas reacciones se da un intercambio de electronesLos agentes oxidantes que aceleran la corrosión de algunos materialespueden retrasar la corrosión de otras, mediante la formación en sussuperficies de óxidos o capas de oxigeno absorbidos que los hacen masresistentes a los ataques químicos.
  14. 14. OXIDANTES COMUNES•Hipoclorito y otros hipohalitos como las lejías.•Iodo y otros halógenos.•Clorito, clorato, perclorato y compuestos halógenos análogos.•Sales de permanganato, como el permanganato de potasio.•Compuestos relacionados con el Cerio (IV).•Compuestos cromados hexavalentes, como el ácido crómico,el ácido dicrómico y el trióxido de cromo, clorocromato depiridinio (PCC) y cromatos / dicromatos.•Peróxidos, como el peróxido de hidrógeno (H2O2) o aguaoxigenada.•Reactivo de Tollens•Sulfóxidos•Ácido persulfúrico•Ozono•Tetróxido de osmio OsO4
  15. 15. AGENTES OXIDANTESCloroEl cloro es posiblemente el biocida industrial más usado hoy en día. Se utilizó durantemucho tiempo para la desinfección de los abastecimientos de agua domésticos y para elretiro del sabor y los olores del agua. La cantidad de cloro que necesita ser agregada aun sistema de agua viene determinada por varios factores, a saber: demanda decloro, tiempo de contacto, pH y temperatura del agua, volumen de agua y cantidad decloro que se pierde con la aireación.Dióxido de cloroEl dióxido de cloro es un biocida oxidante activo, eso lo hace ser el más aplicado y aúnmás debido al hecho de que este tiene efectos menos perjudiciales para el ambiente y lasalud humana que el cloro. No forma ácidos hipoclorosos en agua; existe como dióxidode cloro disuelto, un compuesto que es un biocida más reactivo en gamas más altas depH.Isocianatos de cloroEstos son los compuestos órgano-clorados que en hidrólisis dan el ácido hipocloroso yácido cianhídrico en agua. El ácido cianhídrico reduce la pérdida de cloro debido a lasreacciones fotoquímicas con la UV-luz, de modo que más ácido clorhídrico se origina y laacción biocida se ve realzada.
  16. 16. HipocloritoEl hipoclorito es la sal del ácido hipocloroso. Se formula en varios tipos deformas. El hipoclorito se aplica generalmente como el hipoclorito de sodio(NaClO) e hipoclorito de calcio (Ca(ClO)2). Estos compuestos se pueden aplicarcomo biocidas. Funcionan mucho de la misma manera que el cloro, aunque sonalgo menos eficaces.OzonoEl ozono es naturalmente inestable. Puede ser utilizado como agente oxidantede gran alcance, cuando se genera en un reactor. Como un biocida él actúa de lamisma manera que el cloro; dificulta la formación del ATP, de modo que larespiración de la célula de los microorganismos se hace difícil. Durante laoxidación con ozono, las bacterias mueren generalmente por pérdida delcitoplasma que sostiene la vida.Mientras que el proceso de la oxidación ocurre, el ozono se divide en oxígenodiatómico y un átomo de oxígeno, que se pierde durante la reacción con loslíquidos de la célula de las bacterias: O 3 - > O 2 + (O)
  17. 17. OBSERVACIONES GENERALESLas variaciones de concentración de los agentes oxidantessobre una superficie metálica pueden originar corrosioneslocalizadas muy severas.En muchas reacciones de corrosión, la ausencia de agentesoxidantes hará disminuir mucho la corrosión, mientras que supresencia la acelerara.El magnesio, el aluminio, el titanio y los aceros inoxidablesdesarrollan películas protectoras en contacto con agentesoxidantes. Cuando el medio en que se encuentren disuelvaestas películas protectoras , la corrosión será muy rápida,como ocurre en la corrosión del aluminio por los álcalisfuertes.
  18. 18. COMO AFECTA LA TEMPERATURA A LA CORROSIONLa corrosión tiende a aumentar al elevar la temperatura yaque esta posee efectos secundarios mediante su influenciaen la solubilidad del aire, que es la sustancia más comúnque influye en la corrosión.La velocidad de corrosión crece con la temperatura. Losefectos secundarios variables con la temperatura puedenhacer disminuir la velocidad de corrosión.
  19. 19. EFECTOS DE LA CORROSIONEl efecto de la corrosión es en el peor de loscasos, la destrucción total de uncomponente, pero también da lugar a otrosproblemas, que por menos contundentes nodejan de ser perjudiciales y, en algunoscasos, peligrosos para la seguridad de laspersonas.Se sabe que tuberías de hierro enterradashan sufrido corrosión severa como resultadode la acción bacterial
  20. 20. EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA CORROSIÓNLa posibilidad de la acción bacterial es unaimportante consideración al evaluar la altaprobabilidad de la corrosión particularmenteen tuberías, estructuras enterradas ysumergidas
  21. 21. EFECTOS BIOLÓGICOS:EN SUELOS NO AIREADOS En suelos no aireados, este ataque se atribuye a la influencia de la bacteria reductora (esporovibrio desulfuricam).
  22. 22. MECANISMO DE ATAQUE Se cree que el mecanismo involucra tanto el ataque directo del hierro y otros metales por el sulfuro de hidrogeno como la despolarización catódica ayudada por la presencia de la enzima hidrogenasa.
  23. 23. EN SUELOS NO AIREADOS TUBERIAS BARCOS, LANCHAS,GABARRAS ESTRUCTURAS PETROLERAS
  24. 24. EFECTOS BIOLÓGICOS:EN SUELOS AIREADOS Las especies thiobacillus dan cuenta de la mayor parte de la corrosión microbiológica. Estas especies convierten azufre en acido sulfúrico lo cual es un gran estimulante al ataque corrosivo
  25. 25. MECANISMO DE ATAQUE La variación de aireación suficientemente grande para no despreciar la acción de la bacteria sulfatoreductora. Por ejemplo: Dentro de picaduras por corrosión activa el contenido de oxigeno se hace excesivamente bajo.
  26. 26. EFECTOS BIOLÓGICOS DE LACORROSIÓNPor mencionar un caso real, en diciembrede 1999, frente a las costas de Vizcaya, alnorte de España, el buque-tanque E r i k azozobró debido a la ruptura de su cascoprovocada por la corrosión. El resultado: aproximadamente 20 miltoneladas de petróleo crudo se derramaronen el mar y causaron un gran daño alecosistema marino.
  27. 27. TIPOS DE CONTAMINANTESÓxidos de nitrógeno: que tienen su origen en algunosprocesos naturales y en actividades humanas que implicanun uso de combustibles fósiles.El NO y el NO2 son gases tóxicos a temperatura ambiente, yse forman por oxidación del nitrógeno atmosférico enprocesos decombustión a temperaturas elevadas.El NO es incoloro e inodoro, y procede de la oxidaciónincompleta del N2 atmosférico en los motores decombustión interna;El NO2 es pardo−rojizo, con unolor asfixiante, y procede de la oxidación del NO natural.
  28. 28. TIPOS DE CONTAMINANTES Óxidos de carbono: como el monóxido de carbono (CO) y el dióxido de carbono (CO2). El CO es el contaminante que más abunda en la atmósfera próxima a la mayor parte de las ciudades. Es un gas incoloro, inodoro e insípido, inflamable y tóxico, producido por combustiones incompletas de elementos que contienen carbono. En zonas urbanas, la principal fuente de CO son las emisiones de vehículos automóviles.
  29. 29. TIPOS DE CONTAMINANTES Compuestos de azufre: como dióxido de azufre (SO2) y el trióxido de azufre (SO3), que resultan de la oxidación del azufre presente en los combustibles fósiles al quemarse, y el ácido sulfhídrico(H2S), que procede de escapes de refinerías de petróleo, fábricas de gas y, de forma natural, de erupciones volcánicas o del metabolismo anaerobio.
  30. 30. TIPOS DE CONTAMINANTES Compuestos orgánicos: como los hidrocarburos (HC), que contienen carbono e hidrógeno constituyen un grupo de contaminantes muy abundantes en ciudades y zonas industriales. Su estado físico depende del número de átomos de carbono de su molécula.
  31. 31. TIPOS DE CONTAMINANTES Metales pesados: que son elementos químicos de masa atómica y densidad elevadas, presentes en la atmósfera como partículas y en pequeñas concentraciones. Se consideran muy peligrosos, debido a que se acumulan en las cadenas alimentarias. Entre los más nocivos se encuentran el plomo, el cadmio y el mercurio.
  32. 32. TIPOS DE CONTAMINANTES Tipo de Salud vegetación materiales contaminanteCompuestos de El SO2 produce El SO2 produce El SO2 en la azufre: SO2, irritación en las pérdida de color caliza provoca SO3, H2S mucosas y en en las hojas su demolición. los ojos. (clorosis) y En el papel necrosis. causa su El H2S produce amarilleo y en malos y tóxicos el olores cuero pérdida de flexibilidad y resistencia. En los metales provoca corrosión. Óxidos de El CO es tóxico, carbono: interfiere en el CO2 − CO transporte de oxígeno a las

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