El fenómeno de la oxidación

Al estudiar el comportamiento de la corrosión de algunos metales, se observa un fenómeno interesante cuyos resultados serán útiles para la protección de materiales. Este comportamiento se caracteriza por un aumento inicial de la tendencia a la corrosión de estos metales en un ambiente corrosivo, generalmente con el incremento de la concentración de agentes corrosivos (el poder oxidante de la solución), lo que intensifica la corrosión. Sin embargo, a partir de cierta concentración de agentes corrosivos, la velocidad de corrosión disminuye repentinamente de forma significativa, y el metal pierde su tendencia a la corrosión y se vuelve inactivo. La razón de esta reducción de la corrosión a una determinada concentración de componentes oxidantes es la formación de una capa protectora o inactiva en la superficie del metal. Esta capa protectora puede ser de óxido, hidróxido u otros compuestos. Este fenómeno se denomina oxidación.

El comportamiento de los metales que presentan la propiedad de pasivación se puede dividir en tres zonas: activa, inactiva y de transición al estado de oxidación. En la zona activa, el comportamiento del metal es similar al de un metal normal. Un ligero aumento del poder oxidante de la solución provoca un rápido incremento de la velocidad de corrosión. Si el aumento del agente oxidante continúa, la velocidad de corrosión disminuye repentinamente. Este estado corresponde al inicio de la zona inactiva (óxido). Un mayor aumento del agente oxidante tendrá muy poco efecto sobre la velocidad de corrosión del metal en cuestión y, finalmente, a concentraciones muy altas del agente oxidante o en presencia de agentes oxidantes muy fuertes, la velocidad de corrosión vuelve a aumentar y esta región se denomina zona de transición.

Mecanismo de oxidación

La causa exacta de la transición entre los estados activo, inactivo y de oxidación no está del todo clara. Se trata de un caso especial de polarización de la actividad que resulta de la formación de una capa o capa protectora superficial.

Al explicar el mecanismo de oxidación, los estudios muestran que se producen varias reacciones en la superficie del metal que generalmente causan la formación de una capa protectora. Esta capa protectora es estable en un amplio rango del poder oxidante de la solución, pero si el poder oxidante aumenta demasiado, esta capa protectora se destruye y la corrosión en el metal comienza de nuevo.

En resumen, se puede decir que la formación de capas de óxido en la superficie del metal, que en realidad son productos de corrosión con buenas propiedades protectoras, provoca la oxidación del metal.

El fenómeno de desactivación (oxidación) se observa en metales como el hierro, el silicio, el níquel, el cromo, el titanio y sus aleaciones, y también en menor medida en el zinc, el cadmio, el estaño, el uranio y el torio.

Por ejemplo: el hierro no se corroe en absoluto en ácido nítrico concentrado; incluso si el ácido se diluye gradualmente, no se observa corrosión. Sin embargo, si se raya la superficie del metal, una capa de burbujas de gas la cubre, y la producción significativa de óxidos de hidrógeno y nitrógeno indica un aumento en la velocidad de corrosión del hierro.