El acero inoxidable, el material ubicuo en nuestra vida cotidiana, es a menudo percibido como resistente a la corrosión.especialmente el ácido oxálicoLos científicos han investigado sistemáticamente este fenómeno, descubriendo los mecanismos detrás del "talón de Aquiles" del acero inoxidable.
El ácido oxálico, un ácido orgánico natural que se encuentra en plantas como las espinacas y el té, desempeña un papel importante en los procesos industriales de limpieza y teñido de textiles.para ciertos tipos de acero inoxidable, específicamente los grados ferríticos 430 y 444, el ácido oxálico se convierte en un agente corrosivo potente.Estos grados de acero, valorados por su resistencia a la corrosión y sus propiedades mecánicas, muestran una vulnerabilidad inesperada en ambientes ácidos.
Los investigadores emplearon múltiples enfoques experimentales para examinar el comportamiento de la corrosión:
- Medición de la pérdida de peso:Las muestras se sumergieron en soluciones de ácido oxálico, con una reducción de peso que indicaba la gravedad de la corrosión.
- Prueba de polarización de CC:Este análisis electroquímico evaluó las reacciones superficiales y la resistencia a la corrosión.
- Monitoreo del potencial natural del electrodo (NEP):Seguimiento de cambios dinámicos en el estado electroquímico del acero durante la corrosión.
- Espectroscopia de absorción atómica:Contenido metálico disuelto (hierro, cromo) medido con precisión en soluciones.
- Espectroscopia UV-Vis:Se identificaron complejos de oxalato metálico formados durante la corrosión.
- Disolución completa del cromo:Contrariamente a la comprensión convencional sobre el papel protector del cromo, el análisis espectroscópico mostró una disolución casi total del cromo en solución en lugar de la formación de óxido protector.
- Formación compleja:El análisis UV-Vis confirmó la presencia de complejos de [Fe(C2O4) ]4- y [Cr(C2O4) ]3-, lo que demuestra cómo los iones metálicos se unen con los aniones de oxalato para formar compuestos estables que aceleran la corrosión.
- Análisis termodinámico:Las constantes de estabilidad calculadas y los valores de energía libre de Gibbs revelaron que las temperaturas más altas promueven la formación de complejos, lo que explica las tasas de corrosión dependientes de la temperatura.
La investigación delinea un mecanismo de corrosión claro:
- La disolución del metal libera iones de hierro y cromo en solución.
- Estos iones forman complejos estables con aniones de oxalato.
- La formación compleja crea un gradiente de concentración que impulsa una mayor disolución del metal, creando un ciclo de corrosión autocatalítico.
En particular, la disolución completa del cromo evita la formación de capas de óxido protectoras, dejando al acero vulnerable a un ataque continuo.
Estos hallazgos tienen una importancia industrial considerable: cuando se utiliza ácido oxálico para la limpieza de equipos de acero inoxidable, es esencial un control cuidadoso de la concentración y la temperatura.La selección del material también debe tener en cuenta ambientes ácidos específicos en los que los aceros inoxidables convencionales podrían tener un rendimiento inferior..
La investigación proporciona información fundamental sobre los mecanismos de corrosión del acero inoxidable, al tiempo que destaca la necesidad de investigar más a fondo factores como el pH y el contenido de oxígeno.Los estudios futuros pueden conducir a mejores aleaciones resistentes a la corrosión y mejores estrategias de protección para aplicaciones industriales.