Teoría de la corrosión (Parte V)
Inhibidores y pasivadores
Inhibidor es toda sustancia que se agrega, en concentraciones pequeñas, a un medio para evitar la corrosión o disminuir la velocidad de esta.
Los inhibidores pueden ser sustancias orgánicas o inorgánicas.
Algunos inhibidores actúan como neutralizantes. Así sucede con el hidróxido de sodio, que se agrega al ácido sulfúrico de deshecho, permitiendo, de esta manera, el uso de cañerías de acero o fundición.
Debe, además, considerarse la posibilidad de que un inhibidor beneficie a uno de los metales de una instalación y perjudique al otro. Por ejemplo, el amoníaco utilizado como inhibidor de la corrosión del acero por el ácido sulfúrico del petróleo, corroe a los conductos de bronce.
Hay muchos inhibidores: los fosfatos, silicatos y cromatos actúan en la zona anódica; las sales de cinc, níquel, arsénico y antimonio actúan en la zona catódica.
Cuando se agregan sales de cinc sucede lo siguiente: el oxígeno en la zona catódica produce con el agua, iones oxhidrilo.
Zona catódica:
| O₂(g) + 2·H₂O | +4·e⟶ | 4·OH⁻ |
Estos iones oxhidrilo forman con los metales de las sales inhibidoras agregadas, hidróxidos, que, al depositarse sobre la zona catódica, la protegen, impidiendo la acción del oxígeno en esa área, deteniendo el proceso de corrosión.
| 2·Zn²⁺ + 4·OH⁻ | ⟶ | 2·Zn(OH)₂ |
| Catión agregado | Se deposita sobre la zona catódica |
Pese a todo lo que se conoce sobre inhibidores, su selección es muy empírica.
El inhibidor debe ser ensayado específicamente sobre cada caso particular.
Pasivadores
Son sustancias que producen una película no porosa e insoluble sobre las piezas metálicas, impidiendo la corrosión.
Algunos metales, como el aluminio, forman, en contacto con el aire, una película muy adherente y fina, de óxido de aluminio que actúa como pasivador, impidiendo la posterior corrosión.
El plomo presenta una gran resistencia al ácido sulfúrico en concentraciones menores al 60 %. El ácido sulfúrico forma con el plomo, sulfato de plomo, que se deposita sobre su superficie formando una película que lo protege de la corrosión posterior por el mismo ácido.
Algo similar ocurre con el acero inoxidable. Alguno de los metales que forman su aleación, como el níquel o el cromo, se oxida con el agua formando una película fina e impermeable que impide que la corrosión penetre.
Estos son caso que ejemplifican como el producto de la corrosión sirve para autoproteger al metal.
El cromo, níquel, hierro, etc. pueden volverse pasivos por la acción del ácido nítrico que produce sobre ellos la formación de una fina película de óxido, como la que forma el aluminio en forma espontánea.
Si se hace actuar el ácido nítrico sobre el cromo:
| 6·HNO₃ | ⟶ | 3·H₂O + 3·N₂O₅ |
| 3·N₂O₅ | ⟶ | 6·NO₂ + 3·O²⁻ |
| 3·O²⁻ + 2·Cr | ⟶ | Cr₂O₃ |
| 6·HNO₃ + 2·Cr | ⟶ | 6·NO₂ + 3·H₂O + Cr₂O₃ |
La capa de óxido crómico vuelve al metal inerte ante los reactivos químicos.
Colocando luego, al metal en una solución de ácido sulfúrico diluido con cinc, el hidrógeno naciente, reduce al óxido depositado y el metal se vuelve de nuevo activo, siendo atacado por los ácidos.
Los metales se pueden pasivar colocándolos como ánodos en las cubas electrolíticas. Sobre ellos se desprende el oxígeno que los recubre con una película que los hace inatacables por los ácidos.
Los metales pasivados modifican su potencial de electrodo descendiendo en la serie electroquímica hasta ubicarse por debajo del hidrógeno, como si se hubiera convertido en un metal noble.
Este procedimiento se denomina anodización. El proceso se puede completar con la adición de colorantes que hacen que las piezas anodizadas adquieran buenos colores.
Para terminar, se debe aclarar que el término pasividad es relativo.
El acero inoxidable puede comportarse como pasivo frente al ácido nítrico y el agua, pero será atacado por el ácido clorhídrico.
Es decir, un metal o aleación es pasivo o activo, únicamente con relación a determinado medio exterior.
Influencia de la temperatura
La variación de la temperatura modifica a su vez, una serie de factores: actividad de los iones, velocidad de difusión, solubilidad del oxígeno, etc.
Generalmente, la acción corrosiva de los agentes atmosféricos aumenta con la temperatura hasta alcanzar un máximo, para luego decrecer.
La velocidad de corrosión del hierro en el agua aumenta hasta que la temperatura alcanza los 80 °C, a partir de allí comienza a decrecer. Por este motivo, en climas húmedos y cálidos es mayor la corrosión que sufren las piezas metálicas.
Bibliografía:
Héctor Fernández Serventi. "Química". Losada S. A., Buenos Aires.
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina