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Ejemplos de células de concentración y espontaneidad del proceso de corrosión

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. Comencemos la conferencia 18. Discutimos la célula de concentración de ah en breve y luego atacamos un problema en ah corrosionbajo dropet de agua de lluvia. Y luego explicamos que ah en la posición central después de algún tiempo en la posición central se convierte en ánodo preferencial y la porción anular se convierte en preferentemente cátodo porque tenemos más oxígeno allí. Por lo tanto, allí la reacción catódica debería suceder y actuarían como cátodo en el centro de las reacciones anódicas que el hierro gointo hierro más el autobús, así como el hierro más 3. Y esos hierro más 3 así como más ah 2, se combinarán con OH que menos que es el producto para este producto ah en las reacciones de la producción de oxígeno en una en juego en en combinación con el agua. Por lo tanto, se forman hidróxido férrico o hidróxido ferroso y se depositarán alrededor de ese centro posición.Ahora, ah usted podría haber visto que en algunos casos, si vamos a decir ah algunos de la manija de un metalizado es ah fijo en un bloque de madera de la puerta o algunos lugares ah en la ventana. Y usted puede ver que si después de algún tiempo después de algunos años; si usted toma que ah particularblo [ck]-en particular el bloque de metal hacia fuera, la porción donde se ha hecho el destornillamiento. Andif usted mira el tornillo con cuidado o la uña cuidadosamente, usted vería una observación agradable si usted es si usted ha observado antes. He traído 2 muestras ah nos dejan ver si podemos ver algo y entonces podemos tener una correlación directa ah ah en esta célula de concentración y esa célula de aireación diferencial que se desarrolla debido a la diferencia en la concentración de oxígeno. Ahora primer ejemplo estoy mostrando ah este si usted ve esto es una madera rota ah entonces itwas clavado aquí; esto se arregló en un particular esta madera rota particular se fija en otro bloque con este clavo esto era una uña o más bien su un tornillo esto es un tornillo si usted ve este corte se puede ver este corte. Así que, déjenme poner un bolígrafo y luego si se ve este corte. Así que, este es el corte así; eso significa, es un tornillo que es un tornillo y ver la parte superior de la parte superior del tornillo que sus corroídos hay óxido rojo es la firma del resto rojo. Pero una vez que vea esto ah el resto de la parte que van dentro de la madera; vamos a decir esta parte si veo esta parte esta parte si veo cuidadosamente me deja poner la luz sobre esto; así, entonces usted será claro si usted ve esto usted puede ver esto usted puede ver esto usted puede por favor hacer zoom poco más es posible para zoom.Así, estoy hablando de este clavo esta uña de esta parte de la uña, este es el clavo que estoy talkingsobre el resto de la parte de tornillo que se corroe seriamente. Pero la parte superior que se expone a la atmósfera está corroída, pero eso no es grave; esto también puede explicarse a partir de un contenido de oxígeno diferente. Ahora, vamos a ver otro; si vemos este esto es más severethis es el objeto metálico y hay tornillos aquí, hay 2 tornillos aquí y un destornillador ok. Por lo tanto, el tipo de tornillo casi similar que falta un destornillador porque cuando lo jalé hacia arriba y luego una vez tornillo desaparecido. Pero si usted ve este segmento en particular este tornillo superior que hay corrosión no estoy diciendo que no hay corrosión, hay corrosión, pero curiosamente si usted ve el otro partif usted ve esto que usted ve que es una especie de exfoliación este tornillo el resto del tornillo ha crecido. Y esta hinchazón ha pasado debido a este hidróxido de hierro y hierro hidro [xide]-la formación de hidróxido de hierro estos son el óxido rojo estos son básicamente la roya roja. Y si usted ve esta una parte ha desaparecido porque la corrosión era tan severa la parte ha desaparecido porque se perdió en la atmósfera no en ese particular queda en esa parte de madera en particular porque se ha fijado así en el sobre una madera. Entonces, esta es una madera y esto fue arreglado como este ok. Así que, ahora, por qué hay un poco de corrosión en la parte superior, pero la parte que ha entrado en la madera allí vemos muchas corrosiones. Entonces, ¿por qué? Así, esto también se puede explicar usando esta celda de concentración. Ahora, si veo esta parte superior si veo esta parte superior la parte superior está expuesta al medio ambiente. Sí hay humedad hay oxígeno, pero la parte inferior que ha entrado en la madera; aunque suponemos que la madera también la madera es de permeable porque hay fibras que las fibras pueden tener la humedad o incluso la humedad puede entrar en la madera por encima del tiempo. Y, pero el contenido de oxígeno en la parte superior y el these; eso significa, tenemos electrolito que los que están básicamente conectados eléctricamente. Porque aquí también tenemos humedad aquí también tenemos humedad porque la madera contiene humo todo el tiempo que la humedad puede barrer en y esta parte, por supuesto, que tenemos. Al mismo tiempo tenemos oxígeno aquí, pero el contenido de oxígeno en este zoneerá muy menos. Por lo tanto, aquí tenemos un oxígeno máximo, pero a medida que vayamos hacia la profundidad el contenido de oxígeno reduciría drásticamente. Por lo tanto, esto significa que en la parte superior de la madera del extremo, la madera es ánodo, pero la parte superior donde tenemos más oxígeno; por lo tanto, la reacción catódica que es la reducción de oxígeno en los medios neutros. Entonces, esa reacción pasaría a esta enturrefacción, pero la parte inferior donde no tenemos oxígeno que se convierte en mi ánodo. Y la disolución del hierro de la disolución de hierro entra en los iones de hierro son fuertes reacciones anódicas. Y luego esos iones de hierro que se están formando se combinarán con este OH menos que se están formando y forman óxido rojo o hidróxido o un ofirón hidratado. Así, esto se puede explicar de nuevo desde el punto de la diferencia de concentración de oxígeno. Por lo tanto, este es un ejemplo clásico ah que mighttambién ver en varias ubicaciones de este tipo de cosas suceden. Por lo tanto, ahora esto es lo que he dejado de decir que la célula de concentración es una consecuencia grave, incluso la corrosión o la corrosión. Estas dos son formas muy graves de corrosión, como hemos explicado antes, porque están localizadas extremadamente localizadas y, además, están relacionadas con la concentración de oxígeno. Así que, en la parte creviced habría un agotamiento de oxígeno y el alejamiento de la parte creviced; todavía tenemos oxígeno. Por lo tanto, la parte crevicente se convierte preferentemente en ánodo y la sección de crevicio lejos de la sección de crevicio, actua como cátodo. Así, la parte creviced se corroía; la parte catódica el restde la parte corroía menos. Igualmente enfrentando también en la zona de pitting tenemos reacciones de ánodo preferencialmente y preferentemente anódicas o disolución de hierro y luego formación de óxido de ofirón o hidróxido de hierro que formarían y el resto de la parte quedaría como cátodo porque allí tenemos más oxígeno. Por lo tanto, estos son el tipo de ejemplos de ah lo que findamos nuestro día a día en el fenómeno de la corrosión. Ahora en la conferencia 18; veremos que estas corrosiones se están llevando a cabo debido a la formación de iones de ah. Y luego tenemos el desarrollo de las células de la concentación y el contenido de oxígeno del efecto oxígeno ah, puede cambiar la región corta y entonces podemos tener el cátodo y el ánodo todos esos ejemplos que hemos puesto. Ahora final tenemos que ver que cuando un metal se oxida o se corroe en un medio de aqueusmedium en particular. Ahora, cuando hablamos de medio acuoso; al principio nos concentramos en concentrarnos en una presencia de humedad o agua. Y cuando hablamos de humedad o agua tenemos que hablar de nivel de pH o nivel de p OH. Así que, ahora, consideraremos la presencia de iones de metal pH y agua de metal. Por lo tanto, cuando tenemos este tipo de sistema que se observa comúnmente bien. Así que, ahí tenemos que ver en qué condicióntenemos corrosión de ese metal en particular. Ahora cuando hablamos de esto qué condiciónque inicialmente hablamos de la parte termodinámica; eso significa, inicialmente tenemos que ver si el cambio de energía libre para ese proceso de corrosión es negativo o no. Cuando el proceso de corrosión libre cambio de energía es negativo, decimos que la corrosión es espontánea. De lo contrario, si vemos que el cambio de energía libre se convierte en positivo, entonces decir que tenemos que decir que el proceso de corrosión no es espontáneo, es difícil; más bien de forma termodinámica diremos que no es factible. Por lo tanto, vamos a tener algunos ejemplos para antes de que veamos esta trama en particular. Esta trama en particular es una trama seria y quiero que usted entienda esta trama y tiempo para el tiempo esta trama ha venido en este conjunto particular de conferencias. Por lo tanto, vemos delta G 0; E0 y K, K es la constante de equilibrio de ah básicamente. Así que, ahora, la relación entre los mismos básicamente l n K igual a n F E 0 y aquí será delta G 0 igual a menos RT l n K y aquí delta G 0 igual a menos n F E 0; así que, estas son las relaciones entre los brazos. Ahora, si tratamos de ver digamos que delta G 0igual a 0; ahora para una reacción de equilibrio particular digamos que esta es mi reacción de equilibrio estoy considerando M ah n e igual a M n plus; así que, esta es la reacción de lo que se habla. Entonces si consideramos el cambio de energía libre estándar delta G 0; eso significa, P igual a 1 atmósfera T igual a 298 Kelvin; entonces K sería 1; así que, K no es nada, sino actividad de M n plus por actividad de M. Ahora, cuando tenemos este a ser 0; entonces wesee E 0 buey rojo igual a 0; ahora si delta G 0 menos de 1 así; eso significa, hay una quiema mucha espontaneidad en esta reacción en particular; eso significa, para ese momento consideramos esta reacción; eso significa, la reacción de avance está teniendo lugar. Por lo tanto, para una reacción de avance; para la reacción de avance; de modo que el caso K se vuelve mayor que 0; eso significa que K es positivo. Por lo tanto, se formará más cantidad de producto y ese tiempo E 0 buey rojo también greaterthan 0; perdón aquí cometimos un error porque cuando es 0 ese tiempo 1. Por lo tanto, es más de 1 y cuando esto es igual a esto es menor que 1; por lo que, esto se vuelve mayor que 0.Ahora, K mayor que 1 y K igual a 1 significa; por lo que tanto las reacciones hacia adelante como hacia atrás son igualmente posibles, pero cuando K mayor que 1; significa que la acción preferencial se está llevando a cabo. Y eso es lo que cuando esto se vuelve menos que el delta G 0 es menor que 1; por lo tanto, esta condición es verdadera; por lo tanto, hay un gradiente potencial positivo; la socurrent fluiría. Ahora, si el delta G 0 es mayor que 1, entonces forward la reacción. Entonces, ese caso K menos de 1 y E 0 menos de 0; así que eso significa, la reacción de avance sería menos probable y la reacción atrasada; eso significa, esta reacción se vuelve más probable si tenemos esta situación y ese tiempo lo tenemos así; eso significa, el potencial iría hacia negativo; eso significa, el catódico. Por lo tanto, nosotros así; eso significa que tenemos menos cantidad de esta reacción así que, eso significa que el ión de metal no sería formado de iones de metal que se reduciría. Por lo tanto, cuando decimos que el ión de metal se reduciría; significa que el proceso de corrosión que significa proceso de formación de iones no sería una probabilidad, más bien la deposición se convierte en mi probabilidad de que el caso que podríamos decir que la corrosión es control de la corrosión es minimizado. Pero en este caso la corrosión se maximiza bien y en este caso su equilibrio. Por lo tanto, la corrosión, así como la deposición de metal que están sucediendo ata la misma tasa. Por lo tanto, estas tres situaciones son la situación I, esto es la situación II y esto es la situación III. De hecho, la situación II y III nos guiarían si la corrosión se llevaría a cabo o no. Ahora, cuando hablamos de sistema normal; eso significa, digamos níquel en H 2 O de cierto pH. Por lo tanto, el níquel podría ser oxidado; eso significa que el níquel puede formar iones de níquel; eso significa que es una corrosión o puede retroceder y formarlo. Así, eso se convierte en mi reacción catódica o menos corrosiva y ese tiempo; ya que estos son todos los estados estándar; eso significa, E 0, así como G 0, estamos hablando de estado estándar y en el sistema real no podemos mantener el standardstate. Por lo tanto, la concentración de níquel en el agua no puede ser 1 que la actividad de niquel no puede ser 1; por lo tanto, ese tiempo tenemos que considerar la situación no estándar. En la situación no estándar, tenemos el tipo de análisis similar. Entonces, ese tiempo tenemos que considerar esta ecuación que es Q o el cociente de actividad. Por lo tanto, Q canbe escrito en forma de actividad de n plus más actividad de M; por lo que, estamos hablando con referencia a esta reacción. Por lo tanto, tenemos un cambio de energía libre no estándar y tenemos que considerar este valor. Tenemos que si vemos que esto va a ser mayor que 0; eso significa, la reacción de avance o reacción a la corrosión no es factible. Y si delta G menos de 0; eso significa, proceso de corrosión es y aquí estamos considerando con referencia a la corrosión ok; así que, ese caso sería un proceso factible. Ahora nuestro interés sería averiguar con los datos establecidos lo que podemos generar a partir de esto para ver si esto es mayor que 0 o esto es menos de 0 en esa condición en particular. Por lo tanto, para saber esto tenemos que tener un problema numérico y entonces estaríamos de nuevo claro que sí si tenemos esta condición; eso significa, este es el nivel de pH, esta es la temperatura, este es el nivel de presión; entonces podemos decidir que si un particularmetal se corroe en esa solución en particular. Y cuando hablamos de corroer en esa particularsolución; eso significa, el proceso de corrosión se vuelve espontáneo. Y cuando hablamos de espontaneidad tenemos que considerar el cambio de energía libre y tenemos que decir que esta condición se cumple. Ahora, con el fin de hacer eso vamos a tomar un problema; ese problema que estoy tomando de un libro que es un muy buen libro Principios de; Principio de Ingeniería de Corrosión y Control de Corrosión por Zaki Ahmad; usted puede leer este libro esto es un libro fantástico, yo sólo voy a tomar un problema de eso. Así, la declaración del problema dice que calcular la tendencia teórica de níquel a la solución de corrosión desaireada, agua desaireada donde pH igual a 8. Y asumo el potencial de corrosión; los productos de corrosión son H 2 y Ni OH enteros 2. Datos dados K SP para Ni OH completo 2 igual a 1.6 en 10 a la potencia menos 16, E 0 Ni más más Ni igual a menos 0.25volt; temperatura por supuesto, es 298 Kelvin, presión igual a 1 atmoshere.Así, ahora está diciendo tendencia teórica; así que, tendencia teórica cada vez que estamos hablando de tendencia teórica; primero consideramos que el níquel está corroyendo. Por lo tanto, níquel 2 e equalto níquel más más esta reacción está teniendo lugar. Y entonces veremos que si esta reacción ocurre entonces tenemos que encontrar el delta G 0 para todo el sistema debe ser menor que 0.Entonces, entonces diríamos que la corrosión del níquel es espontánea; así que esto es corrosión. Butif encontramos delta G 0 delta G mayor que 0; luego diremos que esto no es espontaneousand esto es espontáneo, estamos hablando de la corrosión del níquel. Ahora, estamos hablando; así que cuando decimos todo ese sistema; así que no para esta reacción en particular. Por lo tanto, hemos visto la otra reacción que tiene lugar porque ésta es mi reacción anódica; por lo tanto, tenemos que tener una reacción catódica. Por lo tanto, la reacción catódica es ésta; así que ahora, ifI 2 esto; así que, si los añado. Entonces, entonces se convierte en Ni más 2 H más se va a Ni plus más H2. Por lo tanto, este es mi total esto es mi reacción general del sistema; eso significa, hay un catódico equivalente, así como reacciones anódicas; así que esta es la reacción micatódica. Pero además de esto vemos que Ni OH2 se está formando y tiene un producto de muy baja solubilidad. Así que; eso significa, estos Ni más más, este Ni plus plus reaccionará con OH menos que está ahí en el sistema de agua ya.Porque el agua también podemos disociar H 2 O; va a H más más OH menos; así que esta reaccionamos podemos considerar. Así que, cuando consideramos esta reacción, entonces tenemos que cuidar también de K SP de este H 2 O. Así, el K SP de un 10 a la potencia menos 14. Así, este 10 al powerminus 14 podemos escribir H más en OH menos igual a 10 a la potencia menos 14.Así, si tomamos log; así que log de H plus plus log de OH menos igual a menos 14. Por lo tanto, si tomamos menos registro de H más y menos de log de OH menos igual a 14; ya que tenemos onemore un H más y un OH menos. Por lo tanto, podemos suponer que el número de H más y el número de OH menos debe ser igual. Por lo tanto, esto y esto tendrían igual contribución a este 14. Por lo tanto, puedo decir que y esto no es nada, pero pH más esto no es nada, mayordomo OH igual a 14. Ahora, si tenemos 7 y 7; entonces se convierte en 14y tenemos si tenemos una solución neutra que el tiempo el pH es 7. Entonces, eso es lo que wehave p OH también es 7; ahora aquí tenemos pH pH igual a 8. Así que; eso significa, H más concentraciónno es nada, sino 10 a la potencia menos 8; ya que menos log de H más igual a 8 y eso es lo que la concentración de H plus puedo encontrar out.Así, ahora si me resulta H plus entonces puedo encontrar fuera OH menos en H más igual a 10 a la potencia menos 14. Entonces, sé cuál es la concentración de H más ión; así que, puedo encontrar 10 a la potencia 14 igual a 10 a la potencia menos 8 en a 10 a la potencia menos 6; así que, yo knowla concentración de OH menos. Ahora, una vez que encontramos a OH menos ahora estos OH están disponibles para reaccionar con este OH está disponible para reaccionar con Ni más más y cuando reaccionan; la forma completa 2. Por lo tanto, ahora también tendrá su propio equilibrio; ahora allí la cantidad de níquel más más que está disponible en el sistema sería decididapor el K SP de Ni OH entero 2. Porque una vez que Ni OH 2 formas enteras, la solubilidadlimitada de Ni OH entero 2 permitiría que poco más de níquel más el ion para estar presente en la solución y una vez que sabemos la concentración de níquel más más en la solución; thenwe puede averiguar cuál es el potencial que generaría para este particular reacción, para esta reacción en particular en esa solución en particular y también sabemos pH.Así, también podemos encontrar E 1 y E 2 y entonces podemos tener una diferencia entre estas 2 potencialidades y que llevaría a la conclusión de estas 2 situaciones. Por lo tanto, discutiremos este mismo problema en nuestra próxima conferencia; por el momento, sabemos que tenemos que ir a través de esta ruta para averiguar la concentración de níquel, la concentración de iones de níquel en la solución. Dejemos aquí; continuaremos esta conferencia en nuestra próxima clase. Gracias.