Corrosione e Cella Galvanica
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Questions and Answers

Quale delle seguenti opzioni descrive meglio il processo di corrosione per aerazione differenziale?

  • Si verifica solo in metalli legati.
  • Si verifica in ambienti con bassa umidità.
  • Si verifica in presenza di diverse concentrazioni di ossigeno. (correct)
  • Si verifica solo in acqua purificata.

    • Qual è una caratteristica della corrosione in fessura?

  • Si verifica su superfici completamente esposte.
  • Richiede un'alta temperatura per manifestarsi.
  • È causata da differenze di concentrazione di ioni all'interno di fessure. (correct)
  • Non porta a un micro-ambiente corrosivo.

    • Quale dei seguenti fattori contribuisce alla formazione di un micro-ambiente corrosivo nella corrosione in fessura?

  • Diminuzione della concentrazione di ossigeno e calore.
  • Aumento dell'umidità e riduzione della luce solare.
  • Elevata concentrazione di ioni aggressivi e acidificazione. (correct)
  • Diminuzione del pH e aumento della temperatura.

    • Cosa accade quando il tenore di O2 disciolto è uguale ovunque in un interstizio?

    <p>Non si verifica alcuna corrosione.</p> Signup and view all the answers

    In un processo di corrosione per aerazione differenziale, qual è il ruolo della zona anodica?

    <p>Consuma ossigeno e genera prodotti di corrosione.</p> Signup and view all the answers

    Qual è uno dei metodi principali di protezione dei metalli dalla corrosione?

    <p>L'uso di vernici impermeabilizzanti.</p> Signup and view all the answers

    Cosa succede negli stadi successivi di un processo di corrosione in fessura?

    <p>Si verificano acidificazione e attrazione di specie ioniche corrosive.</p> Signup and view all the answers

    Quale dei seguenti ioni è noto per essere altamente aggressivo e frequentemente coinvolto nei processi corrosivi?

    <p>Cl-</p> Signup and view all the answers

    Qual è il metallo che perde elettroni più facilmente tra Fe e Zn?

    <p>Zn</p> Signup and view all the answers

    Qual è il potenziale di cella dell'accoppiamento Fe-Zn?

    <p>0.323V</p> Signup and view all the answers

    Che cosa rappresenta il potenziale di riduzione standard V0 di un metallo?

    <p>Il potenziale di cella misurato accoppiando il metallo all'elettrodo a idrogeno</p> Signup and view all the answers

    Qual è il metodo di protezione dei metalli che implica l'uso di metalli più attivi?

    <p>Anodi sacrifiziali</p> Signup and view all the answers

    Quale tipo di corrosione è caratterizzato dalla presenza di differenze di aerazione?

    <p>Corrosione per aerazione differenziale</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione è vera riguardo alla corrosione in fessura?

    <p>Si sviluppa in aree ristrette tra due superfici</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade nella cella galvanica formata da Fe e Zn?

    <p>La corrente fluisce dallo Zn verso il Fe.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'elettrodo di riferimento utilizzato per la misura dei potenziali di riduzione standard?

    <p>Elettrodo standard a idrogeno</p> Signup and view all the answers

    Quale metallo è considerato attivo e si corrode facilmente?

    <p>Zinco</p> Signup and view all the answers

    Qual è il prodotto della semi-reazione anodica nel processo di corrosione dello zinco?

    <p>Zn2+</p> Signup and view all the answers

    Cosa determina la stabilità di un metallo in relazione alla corrosione?

    <p>La facilità con cui il metallo perde elettroni</p> Signup and view all the answers

    In un'accoppiamento galvanico tra Fe e Cu, quale metallo funge da catodo?

    <p>Copper</p> Signup and view all the answers

    Quale fattore non influisce direttamente sulla corrosione dei metalli?

    <p>Temperatura ambiente</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione principale degli anodi sacrifiziali?

    <p>Proteggere i metalli dalla corrosione</p> Signup and view all the answers

    In quale tipo di corrosione i metalli si ossidano in presenza di differenze di ossigeno?

    <p>Corrosione per aerazione differenziale</p> Signup and view all the answers

    Qual è la reazione globale quando lo zinco si ossida in un ambiente acido?

    <p>Zn + 2H+ → Zn2+ + H2</p> Signup and view all the answers

    Qual è la direzione del flusso di corrente nella cella galvanica Fe-Zn?

    <p>La corrente di elettroni fluisce dallo Zn verso il Fe.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il valore del potenziale di cella per l'accoppiamento Fe-Zn?

    <p>Il potenziale di cella è pari a 0.323V.</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta l'elettrodo standard ad idrogeno nella misura dei potenziali di riduzione?

    <p>L'elettrodo standard ad idrogeno funge da riferimento arbitrario per le misurazioni.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il ruolo del potenziale di riduzione standard V0 di un metallo?

    <p>Il V0 misura la tendenza di un metallo a ridursi rispetto all'elettrodo standard ad idrogeno.</p> Signup and view all the answers

    In che modo la solubilità degli ioni influisce sulla corrosione dei metalli?

    <p>La solubilità degli ioni determina la formazione di micro-ambienti corrosivi.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la semi-reazione anodica durante l'ossidazione dello zinco?

    <p>La semi-reazione anodica è Zn → Zn2+ + 2e-.</p> Signup and view all the answers

    Quale metallo è considerato più attivo, Fe o Zn, e perché?

    <p>Lo zinco (Zn) è più attivo perché perde elettroni più facilmente rispetto al ferro.</p> Signup and view all the answers

    Cosa profondamente distingue i metalli attivi da quelli passivi nella corrosione?

    <p>I metalli attivi si ossidano facilmente, mentre quelli passivi tendono a mantenere uno stato ridotto.</p> Signup and view all the answers

    Che cosa provoca la corrosione intergranulare negli acciai inossidabili riscaldati tra 500-800°C?

    <p>Provoca la sensibilizzazione e la precipitazione di carburi di Cr sui bordi di grano.</p> Signup and view all the answers

    In che modo si manifesta la dissoluzione selettiva nelle leghe metalliche?

    <p>Si verifica quando l'elemento meno nobile si dissolve, compromettendo le proprietà meccaniche della lega.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono le condizioni necessarie affinché si verifichi la tensocorrosione?

    <p>È necessaria la presenza di un ambiente aggressivo e uno sforzo di trazione.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'effetto della segregazione chimica sulla corrosione intergranulare?

    <p>La segregazione chimica può portare alla corrosione intergranulare a causa della formazione di zone impoverite.</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade alle proprietà meccaniche di una lega sottoposta a dissoluzione selettiva?

    <p>Le proprietà meccaniche della lega diminuiscono a causa della perdita dell'elemento meno nobile.</p> Signup and view all the answers

    Quali metalli sono frequentemente colpiti dalla tensocorrosione?

    <p>Le leghe di Ti, Al, Ni, Pb e ottoni sono frequentemente colpite dalla tensocorrosione.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'importanza della temperatura nel fenomeno della corrosione intergranulare?

    <p>Temperature comprese tra 500-800°C favoriscono la sensibilizzazione delle leghe inox tramite la precipitazione di carburi.</p> Signup and view all the answers

    Che relazione esiste tra il tipo di lega e il rischio di dezincificazione?

    <p>La dezincificazione si verifica tipicamente nelle leghe Cu-Zn, dove lo zinco è l'elemento meno nobile.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono i principali fattori di influenza nella corrosione dei metalli?

    <p>Differenza di potenziale, rapporto area catodica/anodica, caratteristiche di conduttività dell'elettrolita e polarizzazione dei metalli.</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade quando le reti di terra di rame sono in contatto con strutture interrate in acciaio?

    <p>Si verifica un attacco di corrosione localizzato vicino ai difetti del rivestimento protettivo.</p> Signup and view all the answers

    Perché non è consigliabile pitturare la parete interna di acciaio al carbonio in un refrigeratore industriale?

    <p>Perché creerebbe una piccola area anodica in contatto con una grande area catodica, aumentando il rischio di corrosione.</p> Signup and view all the answers

    Quali metodi possono essere utilizzati per proteggere i metalli dalla corrosione durante la progettazione?

    <p>Evitare accoppiamenti pericolosi e utilizzare materiali isolanti nei collegamenti.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'effetto della resistività del terreno nei fenomeni di corrosione?

    <p>Un'alta resistività del terreno riduce gli effetti di accoppiamento galvanico e quindi diminuisce la corrosione.</p> Signup and view all the answers

    Cosa si intende per polarizzazione dei metalli in gioco nella corrosione?

    <p>Rappresenta il fenomeno in cui i metalli subiscono variazioni nella loro reazione di arrugginimento a contatto con elettroliti.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il ruolo degli anodi sacrifiziali nella protezione dalla corrosione?

    <p>Agiscono come elettrodi che si ossidano in luogo dei metalli protetti, riducendo il rischio di corrosione.</p> Signup and view all the answers

    Quali caratteristiche dell'elettrolita influenzano il processo di corrosione?

    <p>La conduttività e la composizione chimica dell'elettrolita sono fondamentali per la velocità di corrosione.</p> Signup and view all the answers

    Quali apparecchiature possono essere colpite dalla corrosione-erosione?

    <p>Giranti di pompe, palette di turbine e agitatori.</p> Signup and view all the answers

    Come può essere accentuata la corrosione-erosione?

    <p>Da elevate velocità del fluido e dalla presenza di solidi in sospensione.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono i principali metodi di prevenzione della corrosione-erosione?

    <p>Migliorare la finitura superficiale e utilizzare gomiti ad ampio angolo.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il principale colpevole della corrosione micro-biologica?

    <p>I batteri che formano biofilm sulla superficie del metallo.</p> Signup and view all the answers

    Quali materiali possono essere colpiti dalla corrosione micro-biologica?

    <p>Acciai al carbonio, inox, leghe cupro-nichel, ottoni e leghe leggere.</p> Signup and view all the answers

    Cosa sono le correnti parassite e come si formano?

    <p>Correnti disperse a causa di deficienze di isolamento che seguono vie imprecise.</p> Signup and view all the answers

    In quale ambiente possono disperdersi le correnti parassite?

    <p>Nel terreno umido e nell'acqua di mare.</p> Signup and view all the answers

    Quali effetti possono avere i biofilm sulla struttura metallica?

    <p>Possono modificare il pH e il tenore di ossigeno, favorendo la corrosione.</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta la serie galvanica in acqua di mare?

    <p>La serie galvanica in acqua di mare rappresenta una graduatoria pratica della nobiltà dei metalli, utile per valutare la loro reattività in ambienti contenenti acqua salata.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la condizione necessaria affinché la corrosione di un metallo avvenga?

    <p>La condizione necessaria è che il potenziale anodico del metallo sia inferiore al potenziale catodico dell'ambiente.</p> Signup and view all the answers

    Perché lo zinco può sciogliersi in una soluzione acida deareata mentre il rame no?

    <p>Lo zinco ha un potenziale V0 di -0.763 V, che è inferiore a 0 V, mentre il rame ha un potenziale V0 di +0.340 V, quindi la condizione per la corrosione è verificata solo per lo zinco.</p> Signup and view all the answers

    Cosa significa che un metallo è considerato 'nobile' nella serie di potenziali V0?

    <p>Un metallo 'nobile' è meno reattivo e più stabile rispetto alla corrosione, poiché ha un potenziale di riduzione standard più alto.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la differenza tra il potenziale V0 di un metallo e quello di un ambiente?

    <p>Il potenziale V0 di un metallo si riferisce alla sua tendenza a ossidarsi, mentre quello di un ambiente è relativo alla capacità di ridurre specie chimiche presenti.</p> Signup and view all the answers

    Come si misura il potenziale di riduzione di un metallo?

    <p>Il potenziale di riduzione standard di un metallo si misura rispetto a un elettrodo di riferimento, come il calomelano o l'elettrodo d'oro.</p> Signup and view all the answers

    In che modo le reazioni catodiche influenzano la corrosione dei metalli?

    <p>Le reazioni catodiche inibiscono la corrosione, poiché forniscono un ambiente riducente che può stabilizzare i metalli più reattivi.</p> Signup and view all the answers

    Che ruolo hanno i metalli poco nobili in relazione alla corrosione?

    <p>I metalli poco nobili, pur verificando la condizione per la corrosione, possono essere utilizzati come anodi sacrificali per proteggere metalli più nobili.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Corrosione per Aerazione Differenziale

    • Si verifica anche su metalli puri se esposti ad un ambiente con concentrazioni differenti di ossigeno.
    • La presenza di un deposito sulla superficie impedisce il rifornimento di ossigeno nelle zone sottostanti.
    • La reazione catodica consuma ossigeno: O2 + H2O + 2e-  2OH−
    • La zona con minore concentrazione di O2 diventa anodo e si corrode rapidamente.

    Corrosione in Fessura

    • L'attacco corrosivo si concentra negli interstizi presenti nel pezzo o generati dall'assemblaggio di parti meccaniche.
    • Le differenze di concentrazione di ioni e di ossigeno (aerazione differenziale) creano un micro-ambiente corrosivo all'interno dell'interstizio.
    • Questo ambiente è caratterizzato da diminuzione del pH (aumento dell'acidità) e elevata concentrazione di ioni aggressivi e depassivanti (Cl-, SO42-).

    Le Cella Galvanica: Accoppiamento Fe-Zn

    • Il potenziale di cella è pari a 0.323V
    • La corrente di elettroni fluisce dallo Zn verso il Fe.
    • Reazione: Zn + Fe2+  Zn2+ + Fe

    Serie Standard delle FEM

    • L'elettrodo standard ad idrogeno (T = 25°C, P = 1 atm, concentrazioni unitarie) è il riferimento.
    • Il potenziale di cella misurato accoppiando un metallo all'elettrodo a idrogeno è denominato potenziale di riduzione standard V0 del metallo.

    Corrosione dello Zinco in Soluzione Acida

    • Semi-reazione catodica (riduzione): 2H+ + 2e-  H2 (gas)
    • Semi-reazione anodica (ossidazione): Zn  Zn2+ + 2e-
    • Reazione redox complessiva: Zn + 2H+  Zn2+ + H2 (gas)
    • ANODO: sito di ossidazione.
    • CATODO: sito di riduzione.

    Fattori che Influenzano la Corrosione

    • Potere ossidante dell'ambiente: concentrazione di O2 e di specie acide (reazione di riduzione degli acidi: 2H+ + 2e- → H2).
    • Stabilità del metallo: dipende dalla facilità con cui il metallo perde i suoi elettroni (ossidandosi).
    • Due famiglie di metalli:
      • Metalli attivi: si corrodono facilmente (es. magnesio, zinco, ferro, ecc.).
      • Metalli nobili: più resistenti alla corrosione (es. oro, argento, rame, ecc.).

    Potenziali di Elettrodo

    • La differente reattività dei metalli può essere evidenziata con un semplice esperimento.
    • Nell'accoppiamento galvanico Fe-Cu:
      • Fe è un metallo attivo (perde e- facilmente!).
      • Cu è un metallo nobile (non perde e- facilmente!).
    • Si genera una differenza di potenziale definita potenziale di cella (= 0.780V) e una corrente di e- fluisce dal Fe verso il Cu.
    • Reazione: Fe + Cu2+  Fe2+ + Cu

    Corrosione dei Metalli

    • La corrosione dei metalli è un processo elettrochimico che comporta la degradazione di un materiale metallico a causa di una reazione chimica con l'ambiente circostante.

    La Cella Galvanica

    • La cella galvanica è un dispositivo che trasforma l'energia chimica in energia elettrica.
    • È costituita da due elettrodi di metalli diversi immersi in una soluzione elettrolitica.
    • Il metallo più attivo (meno nobile) perde elettroni e si corrode, il metallo meno attivo (più nobile) si riduce.
    • Il potenziale di cella è la differenza di potenziale tra i due elettrodi, è positivo quando la corrente fluisce dal metallo più attivo a quello meno attivo.

    La Serie Standard delle FEM

    • La serie standard delle forze elettromotrici (fem) è una graduatoria dei potenziali standard di riduzione dei metalli, stabiliti rispetto all'elettrodo standard ad idrogeno.
    • I metalli più nobili hanno un potenziale di riduzione standard maggiore e sono più resistenti alla corrosione.
    • I metalli meno nobili hanno un potenziale di riduzione standard minore e sono più suscettibili alla corrosione.

    La Serie Galvanica

    • La serie galvanica è una graduatoria più realistica della serie standard delle fem, che tiene conto delle condizioni reali di corrosione.
    • La serie galvanica tiene conto della natura dell'ambiente corrosivo e della temperatura.

    La Condizione Necessaria per la Corrosione

    • La condizione necessaria per la corrosione di un metallo è che il potenziale standard di riduzione del metallo sia minore del potenziale standard di riduzione delle specie chimiche dell'ambiente.

    Fattori di Influenza sulla Corrosione

    • I fattori di influenza sulla corrosione includono la differenza di potenziale tra i due metalli, il rapporto tra area catodica e area anodica, le caratteristiche di conduttività dell'elettrolita e la polarizzazione dei metalli in gioco.

    Corrosione Intergranulare

    • Corrosione intergranulare: la corrosione si localizza sui bordi di grano, che vengono così demoliti in modo selettivo, in seguito a fenomeni di segregazione chimica o di precipitazione di specifiche fasi a bordo grano.
    • Questo fenomeno può manifestarsi negli acciai inox, se riscaldati tra 500-800°C, a causa della precipitazione di carburi di Cr sul bordo di grano.

    Dissoluzione Selettiva

    • Dissoluzione selettiva: la corrosione si verifica nelle leghe costituite da elementi di nobiltà estremamente differenti, poste in ambienti particolari.
    • La dissoluzione dell'elemento meno nobile comporta la caduta delle proprietà meccaniche.
    • Esempi tipici sono la dezincificazione per le leghe Cu-Zn e la denichelazione per le leghe Cu-Ni (cupronickel).

    Tensocorrosione

    • Tensocorrosione: causata dall'azione combinata di un ambiente aggressivo specifico e di uno sforzo di trazione.
    • Colpisce solo le leghe, in particolare quelle di Ti, Al, Ni, Pb e gli ottoni.
    • Ha l'aspetto di una cricca che propaga perpendicolarmente allo sforzo.

    Corrosione-Erosione

    • Corrosione-erosione: colpisce tutte le apparecchiature che trattano fluidi, come giranti di pompe, palette di turbine, agitatori, ecc.
    • Il continuo passaggio del fluido rimuove qualsiasi film protettivo o ossido metallico, promuovendo la corrosione.
    • Viene accentuato se le velocità del fluido sono elevate o se sono presenti solidi in sospensione.

    Corrosione Micro-biologica

    • Corrosione micro-biologica (MIC): i responsabili della corrosione biologica sono i batteri, che crescendo in colonie formano biofilm sulla superficie del metallo.
    • I biofilm modificano localmente la composizione chimica (pH e tenore di ossigeno) incoraggiando la proliferazione di queste specie.
    • Quasi tutti i materiali possono essere colpiti da questo tipo di corrosione: acciai al carbonio, inossidabili, leghe cupro-nichel, ottoni, leghe leggere.

    Corrosione da Correnti Parassite

    • Corrosione da correnti parassite: si verifica quando le correnti disperse, che per deficienza di isolamento seguono vie diverse da quelle intenzionali e si disperdono nell'ambiente, penetrano nelle strutture metalliche poste nelle vicinanze (struttura interferita) e innescano un circuito secondario che comporta fenomeni di corrosione.

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    Description

    Questo quiz esplora concetti fondamentali sulla corrosione, inclusa la corrosione per aerazione differenziale e in fessura. Viene discusso anche il funzionamento di una cella galvanica, in particolare l'accoppiamento tra Fe e Zn. Testa la tua comprensione di questi fenomeni chimico-fisici.

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