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República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación y Defensa Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional Bolivariana Carrera: Ing. Civil. Semestre: 6to. Régimen: Diurno Núcleo: Caracas

Proyectos de Acero (EXPERIMENTO) Facilitador (a):

Autor:

MARQUEZ, María Luisa

C.I 24.196.996 / VERGARA, Jesús

Caracas, 17 de Noviembre del 2014

Antes de comenzar a observar las reacciones que se dio lugar en el experimento realizado en casa, tenemos que tener conocimientos de la composición del acero; que no es mas que una aleación de hierro con un porcentaje de carbono; en el caso del hierro se puede decir, que es, un metal de transición, siendo este el cuarto elemento mas abúndate en la corteza terrestre; su forma metálica no se encuentra en la naturaleza, dada la facilidad con que se oxida, este elemento sólo se encuentra en granos en los basaltos. También debemos tener en cuenta que las características principales de este elemento son:  Su maleabilidad, es decir: “la propiedad que presentan algunos materiales de poder ser descompuestos en láminas sin que el material en cuestión se rompa” Según DEFINICIONABC [Pagina web].  Es un metal extremadamente duro y denso.  Presenta propiedades magnéticas. El hierro actualmente se ha convertido en uno de los materiales metálicos mas utilizados en la civilización; y su principal ventaja, es que, puede combinarse con otros metales para formar nuevos compuestos con diferentes propiedades, denominada “aleaciones”. Ya analizado en un pequeño porcentaje EL HIERRO, nos vamos a continuación con EL CARBONO, este es un material natural que es solido a temperatura ambiente, se encuentra frecuentemente muy puro en la naturaleza, en estado elemental, en las formas alotrópicas diamante (material mas duro) y grafito (material mas blando).

El carbono es muy importante hoy en día, ya que; debemos tener en cuenta que gran parte de la utilización de este mismo se basa en el sistema energético y productivo. Ahora retomando el punto principal de este ensayo, se debe conocer que, EL ACERO, es una aleación de hierro con un porcentaje de carbono entre el 0.03% hasta el 1.075%. Ya que el acero es básicamente hierro altamente refinado (más de un 98%), su fabricación comienza con la reducción de hierro (producción de arrabio) el cual se convierte más tarde en acero. También se puede ver otro tipo de aleación; cuando en una concentración supera el 2% de carbono, se produce las fundiciones que, en oposición al acero, son quebradizas y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas. Para la realización del experimento, se utilizaron los siguientes materiales:    

4 frascos de vidrios vacios Agua con vinagre Agua con sal 4 clavos de acero El procedimiento para llevar a cabo el experimento consta de una serie de

pasos que son: 1. Introducir el primer clavo de acero en el frasco de vidrio vacio, luego de esto llenar el frasco con el liquido (agua con vinagre). 2. Introducir el segundo clavo de acero en el frasco de vidrio vacio, luego de esto llenar el frasco con el liquido (agua con sal). 3. Introducir el tercer clavo de acero en el frasco de vidrio y dejarlo expuesto al medio ambiente, sin agregarle algún tipo de liquido. 4. Introducir el ultimo clavo de acero en el frasco de vidrio, y sellar el frasco; a este clavo lo llamaremos TESTIGO, que servirá de referencia para ver los cambios que tienen los demás clavos de acero.

Dicho experimento será medido en periodos de 15 días, a partir de la fecha de realización, donde se observaran los cambios que estos hayan tenido durante ese lapso de tiempo hasta el momento de su culminación. El clavo de acero que se utilizo es de 4.8cm de altura.

Material

Liquido

Agua

(cm) 5cm

con sal

Fecha de inicio 09/08/2014 Observaciones

Imagen

Se introduce el clavo de acero en el frasco, se le agrega el agua con sal y se observa que el color del líquido en el frasco es un poco borroso.

Agua

5cm

Se procede a introducir el

con

clavo de acero en el frasco,

vinagre

añadiéndole luego el agua con vinagre y se observa claramente el clavo en el

Aire

X

frasco. Se introduce el clavo de acero en

el

frasco,

dejándolo

expuesto al medio ambiente para observar como lo afecta en el periodo de realización del experimento.

Material

Liquido

Fecha 23/08/2014 Observaciones

Imagen

Agua

(cm) 4.7cm

con sal

Luego de pasar 15 días del inicio

del

experimento,

se

observa que el agua con sal, tomo un color transparente y alrededor

de

esta

había

pequeñas partículas de color naranja.

Agua

4.4cm

En este frasco se observo

con

como el color del agua con

vinagre

vinagre cambio a anaranjado, formándose

también

una

especie de capa en el fondo del frasco.

Aire

X

Material

Liquido (cm)

No se observo ningún cambio

Fecha 06/09/2014 Observaciones

Imagen

Agua

4.3cm

con sal

Tras un mes de prueba, el clavo no ha sido afectado de manera

superficial;

observa

el

mismo

se color

transparente que el periodo anterior, Agua

3.7cm

pero

con

mas

partículas a su alrededor. En esta se observo

un

con

cambio, en cuanto al color,

vinagre

tornándose entre anaranjado y marrón, dificultando un poco la visibilidad del clavo de

Aire

Material

X

Liquido (cm)

acero. No se observo ningún cambio.

Fecha 20/09/2014 Observaciones

Imagen

Agua

3.9cm

con sal

En

este

periodo

de

observación el clavo de acero ha

comenzado

a

cambiar

superficialmente, teniendo así dos tonalidades con respecto a su color (gris claro y gris oscuro);

pero

en

mínima

escala. Para el agua con sal se observa el mismo color que Agua

3.1cm

el periodo anterior. De igual forma en este frasco

con

se puedo observar que el

vinagre

agua con vinagre sigue siendo dos tonalidades (anaranjado y marrón); pero con la diferencia de que se puede observar un poco la descomposición del

Aire

X

clavo de acero. No se observo ningún cambio.

Material

Liquido

Agua

(cm) 3.4cm

con sal

Fecha 04/10/2014 Observaciones En

este

frasco

se

Imagen

sigue

observando las partículas de color anaranjado; también se observa que el clavo de acero ha perdido su color inicial, teniendo así los dos colores mencionados

Agua

2.5cm

con

anteriormente

pero a una escala mayor. En este se observa el agua con vinagre un color marrón-

vinagre

naranja

completamente,

ocultando así la visibilidad del clavo de acero; también se ve la descomposición que ha dejado el líquido sobre el Aire

Material

X

Liquido (cm)

clavo. No se observo ningún cambio.

Fecha 18/10/2014 Observaciones

Imagen

Agua

3cm

con sal

El clavo de acero sigue igual que

el

periodo

anterior,

aunque ha ido perdiendo poco a poco el color inicial que lo define. Agua

1.8cm

Se

sigue

observando

el

con

mismo color marrón, pero con

vinagre

la diferencia que se muestran pequeñas partículas negras producto

de

la

descomposición del clavo de Aire

Material

X

Liquido (cm)

acero. No se observo ningún cambio.

Fecha 01/11/2014 Observaciones

Imagen

Agua

2.5cm

con sal

En este periodo de prueba, se saco el clavo de acero del frasco de vidrio, para ver la reacción que había echo el agua con sal en el mismo, se observo además la variación en cuanto a la tonalidad en sus colores (perdió su brillo).

Agua

1.3cm

Tras esta serie de pruebas en

con

los periodos anteriores y en

vinagre

vista de que el clavo de acero, ya no es visible, se procedió a sacarlo con una cuchara de plástico; para ver como el agua con vinagre lo había afectado

en

cuanto

a

su

apariencia. Aire

Material

X

No se observo ningún cambio.

Liquido (cm)

Fecha de culminación 15/11/2014 Observaciones

Imagen

Agua

2.1cm

con sal

Con respecto al agua con sal, se muestra claramente como se sigue manteniendo la degradación de color del clavo de acero.

Agua

0.8cm

Para finalizar el avance del

con

experimento, se procedió a

vinagre

sacar nuevamente el clavo de acero y se observo que presentaba un color marrón oscuro,

también

se

ve

reflejado lo poco del liquido que Aire

X

queda

descomposición. No se observo

y

su ningún

cambio.

Para concluir con la realización de este experimento, se debe tener conocimientos previos de que los materiales están expuestos continuamente a los más diversos ambientes de interacción material-ambiente provoca, en muchos casos, la pérdida o deterioro de las propiedades físicas del material. Los

mecanismos de deterioro son diferentes según se trate de materiales metálicos, cerámicos o polímeros (plásticos). Así, en el hierro, en presencia de la humedad y del aire, se transforma en óxido, y si el ataque continúa acaba destruyéndose del todo. Desde el punto de vista económico, la corrosión ocasiona pérdidas muy elevadas. En los materiales metálicos, el proceso de deterioro se llama oxidación y corrosión. En los deteriores de materiales podemos distinguir dos procesos: 1. Oxidación directa: Resulta de la combinación de los átomos metálicos con los de la sustancia agresiva. En los procesos de oxidación, los metales pasan de su estado elemental a formar iones positivos (cationes) por pérdida de electrones. La oxidación es una reacción química donde un metal o un no metal ceden electrones, y por tanto aumenta su estado de oxidación. Oxidación lenta 

La que ocurre casi siempre en los metales a causa del agua o aire, causando su corrosión y pérdida de brillo y otras propiedades características de los metales. En este caso del agua con sal se pudo observar que poco a poco fue perdiendo su brillo inicial.

2. Corrosión electroquímica o corrosión en líquidos. En este caso, el metal es atacado por un agente corrosivo en presencia de un

electrolito. (Un

electrólito es cualquier sustancia, normalmente líquida, que contiene iones libres, que se comportan como un medio conductor eléctrico. Normalmente un electrolito es una disolución, en la que el disolvente suele ser agua y el soluto otra sustancia). Los procesos de corrosión son procesos electroquímicos, ya que en la superficie del metal se generan “micropilas galvánicas” en las que la humedad actúa como electrolito. El metal actúa como ánodo (polo positivo) y, por lo tanto, se disuelve. Así, el electrolito actúa como medio conductor a

través del cual viajan las cargas que abandonan los electrones del ánodo que hace se corroe, el metal. Tal es el caso del experimento realizado en el frasco que contenía agua con vinagre, ya que el vinagre o mejor conocido como ACIDO ACETICO, se encuentra en forma de ion acetato (en este caso junto con el agua se puede denominar que trabaja como electrolito); y al trabajar el clavo de acero como ANODO (metal que cede electrones), este va cediendo sus electrones y comienza su proceso de corrosión.

Clavo de acero (testigo)