Ataque electroquímico: celdas galvánicas
Cuando se conectan eléctricamente dos metales distintos y se sumergen en una solución electrolítica, se forma una celda galvánica. El metal que tenga el potencial de electrodo algebraicamente mayor tiende a sufrir un ataque y se convierte en el ánodo.
Cuando este último se disuelve, se deposita en el cátodo una cantidad electroquímicamente equivalente de hidrógeno o del elemento metálico de menor potencial de electrodo, se deposita en el cátodo. En esa forma, el ánodo se disuelve y el cátodo queda protegido.
Cuando se disuelve el ánodo, para formar iones, se liberan electrones, que fluyen por cualquier conexión eléctrica presente, y llegan al cátodo.
Allí, neutralizan las cargas positivas de los iones que salen de la solución. Inicialmente, esa celda producirá cierto voltaje, dependiendo de los metales que se seleccionen como electrodos, el tipo y la concentración del electrólito y la temperatura de al celda.
El voltaje disminuirá muy pronto y la rapidez del ataque se hará menor, debido a la polar ización, que se produce a causa del vaciado de iones del electrólito en la región del cátodo, y por la excesiva concentración de iones en la zona del ánodo.
Si la celda es de tal índole que se descargue hidrógeno en el cátodo y se libere oxígeno en el ánodo, el voltaje de la celda se reducirá todavía más, puesto que los electrodos quedarán recubiertos por burbujas gaseosas.
El efecto neto es una disminución de la actividad de la celda, en comparación con la que tenía inicialmente, cuando las dos superficies electródicas limpias se sumergieron en el electrólito.
a) En una celda galvánica, se sumergen en un electrólito dos electrodos de difere ntes metales. El metal más activo se convierte en el ánodo A, que está cargado negativamente, y que tiende a recibir un ataque.
El metal menos activo se convierte en el cátodo C, que está cargado positivamente y tiende a ser protegido. Los electrones fluyen por el conductor de conexión, del ánodo al cátodo.
b) En una celda de concentración, se sumergen dos electrodos del mismo metal en dos concentraciones diferentes del mismo electrólito, separadas por una placa poro sa, que retrasa la mezcla de las soluciones. El ánodo marcado con la letra A, es atacado, saliendode él Cu, que entra en solución.
El cátodo, marcado como C, es protegido, y los iones de Cu++ se depositan en él, como cobre metálico. Los iones CI- pasan a través de la placa porosa, de derecha a izquierda, y los electrones fluyen por el conductor, como se indica.
La región de baja concentración de iones, en el electrólito, es anódica, y la de alta concentración, catódica.
La rapidez del ataque galvánico depende del área del cátodo en relación a la del ánodo y varía en forma directamente proporcional a la razón del área del cátodo a la del ánodo. Así pues, un área anódica relativamente pequeña será atacada con mucha mayor rapidez que si es grande.
En el acero no protegido de los cascos de los barcos se produce una corrosión galvánica. El acero es anódico con respecto al latón de los tornillos y remaches y, por lo tanto, el casco sufre un ataque selectivo.
El casco es inerte en las zonas protegidas por pintura o recubrimientos plásticos; pero las grietas pequeñas en la capa de recubrimiento dejan expuestas superficies anódicas relativamente pequeñas.
En esas regiones, el ataque es muy rápido a menos que se tomen medidas preventivas, como se indica más adelante. Los efectos del área explican el rápido ataque que se produce cuando se utilizan remaches de acero para fijar miembros de cobre, mientras que el empleo de remaches de cobre para fijar miembros de acero produce una corrosión insignificante.
Fuente: Apuntes de Ciencia de materiales de la UNIDEG
