Entender el óxido: Qué metales se corroen y cómo ocurre

¿Qué es el óxido?

El óxido, comúnmente referido como oxidación, ocurre cuando el hierro o aleaciones metálicas que contienen hierro, como el acero, están expuestos al oxígeno y al agua durante un largo período de tiempo.

El óxido se forma cuando el hierro sufre el proceso de oxidación, pero no toda oxidación forma óxido. Como se indicó anteriormente, solo el hierro o aleaciones que contienen hierro pueden oxidarse, pero otros metales pueden corroerse de manera similar.

¿Qué es la corrosión?

La corrosión ocurre cuando un elemento que pierde fácilmente sus electrones (como algunos metales) se combina con un elemento que absorbe electrones extra (oxígeno) y luego entra en contacto con una solución electrolítica (agua). El trabajo del agua en el proceso de corrosión es acelerar el flujo de electrones del metal al oxígeno.

Este proceso se llama reacción redox y son en realidad dos procesos químicos que ocurren al mismo tiempo: reducción y oxidación.

¿Qué es la reducción?

La reducción es el nombre de la reacción química que ocurre cuando una molécula gana un electrón. Este es el papel del oxígeno en la corrosión del metal.

¿Qué es la oxidación?

La oxidación es lo opuesto a la reducción y es el nombre de la reacción química que ocurre cuando una molécula pierde un electrón. Este es el papel del metal en la corrosión del metal. El óxido y la pátina (color verde extraño) del cobre son los resultados visibles de los metales perdiendo sus electrones al aire.

¿El cobre, hierro y aluminio se oxidan?

Técnicamente, solo el hierro y las aleaciones que contienen hierro pueden oxidarse. Otros metales, incluyendo metales preciosos como el oro y la plata, pueden corroerse de manera similar.

Lo que distingue a ciertos metales es la duración de tiempo que tardan en comenzar a oxidarse o corroerse.

Aquí hay algunos de los metales más comunes y cómo resisten contra el óxido y la corrosión.

¿El cobre se oxida?

El cobre no se oxida, sin embargo, sí se corroe. El cobre es naturalmente marrón y se vuelve de un tono verde brillante a medida que se corroe. Mientras algunos consideran la reacción del cobre como deslustre en lugar de oxidación, el metal aún sufre un proceso similar de "oxidación".

En un entorno natural, el cobre es extremadamente reacio a corroerse. El tipo de corrosión que finalmente rompe las tuberías de cobre para agua potable se llama corrosión por erosión y solo ocurre debido a la exposición a agua turbulenta y fluyente durante un largo período de tiempo.

Comúnmente visto en centavos viejos, el famoso y hermoso "pátina" verde puede tardar hasta 20 años en formarse completamente.

Es uno de los pocos metales que ocurren naturalmente como un metal directamente usable en la naturaleza, en oposición a ser extraído de un mineral (aunque puede crearse de otras formas). Esto, y el hecho de que el cobre es muy blando y fácil de trabajar, llevó a que fuera uno de los primeros metales que la gente trabajó en la historia humana.

De hecho, el cobre era tan importante que en realidad tenemos un período en la historia llamado la Edad del Cobre.

El cobre es altamente conductor de calor y electricidad, se usa comúnmente en cableado eléctrico por esta razón.

También es muy bajo en la serie de reactividad, una herramienta en química que es una progresión de metales dispuestos de mayor a menor reactividad a ácidos, agua, extracción de metales de sus minerales y otras reacciones. Debido a su baja reactividad, una aleación específica de cobre (90% cobre y 10% níquel) se usa para partes en barcos que estarán expuestas al agua de mar, o como tuberías para transportar agua potable. Si mira alrededor de su hogar o edificio, notará que muchos de sus electrodomésticos usan tuberías de cobre para traer agua dentro o fuera.

Según el Departamento de Vivienda y Desarrollo Urbano de EE. UU., la tubería de agua de cobre promedio debería durar 50-70 años.

¿El hierro se oxida?

Sí. Recuerde que técnicamente solo el hierro y las aleaciones que contienen hierro pueden oxidarse.

Comparado con la corrosión de otros metales, el hierro se oxida relativamente rápido, especialmente si está expuesto al agua y oxígeno. De hecho, cuando el hierro está expuesto al agua y oxígeno, puede comenzar a oxidarse en pocas horas.

El hierro también se oxidará rápidamente si está expuesto a altas temperaturas. Las temperaturas extremas pueden alterar la composición química del metal, lo que lo hace extremadamente propenso a recombinarse con el oxígeno en el entorno.

¿El aluminio se oxida?

El aluminio es uno de los metales más utilizados en el planeta, y es probablemente el más famoso por no oxidarse. El aluminio no se oxida, solo la oxidación específica del hierro se llama óxido y no hay hierro usado al crear aluminio. Sin embargo, como todos los metales, el aluminio es susceptible a la corrosión.

El aluminio se hace en 3 etapas:
Etapa 1. Minería
Etapa 2. Procesamiento
Etapa 3. Reducción electrolítica (que crea el aluminio real)

El aluminio proviene de un mineral llamado bauxita. La bauxita se encuentra más comúnmente en lugares sub-tropicales como África, las Indias Occidentales, América del Sur y Australia —aunque hay algunos pequeños depósitos en otros lugares como Europa. Australia es el mayor productor de bauxita, suministrando alrededor del 23% de la producción global mundial.

Esta bauxita luego se procesa en óxido de aluminio, que solo consiste en átomos de aluminio y oxígeno unidos entre sí.

El óxido de aluminio luego tiene una corriente eléctrica corriendo a través de él, que separa los diferentes componentes entre sí. Burbujas de oxígeno se forman en un extremo, y gotas de aluminio fundido puro se recolectan en el otro extremo.

Alrededor de 4-5 toneladas de bauxita se procesan en 2 toneladas de óxido de aluminio, lo que crea 1 tonelada de aluminio puro.

El aluminio se corroe mucho más lentamente que otros metales como el hierro. Según Stanford, la razón por la que el aluminio no se corroe tan fácilmente como otros metales es debido a la reacción especial que tiene con el agua.

Normalmente, cuando el agua entra en contacto con el metal, anima al metal a ceder sus electrones aún más rápido al oxígeno a su alrededor.

El aluminio tiene una reacción especial al agua. Cuando el agua toca el aluminio, los átomos de aluminio y oxígeno (contenidos en el metal —no el oxígeno en el aire que lo rodea) se alejan más entre sí.

Terminarán casi un 50% más lejos el uno del otro que donde empezaron. Esta reacción de alejarse cambia la estructura molecular del aluminio lo suficiente que se vuelve químicamente inerte, lo que significa que no se corroe tan fácilmente.

Cómo prevenir que los metales se oxiden

El óxido es una reacción química que ocurre naturalmente. A pesar de que algunos metales se oxidan más rápido que otros, no debería disuadirle de utilizar estos metales para ciertos usos. Hay muchas formas en que puede prevenir que sus metales se oxiden, como pinturas y recubrimientos metálicos, barreras sacrificiales, películas de barrera, así como numerosas soluciones antióxido y estañado. Cada método utiliza diferentes compuestos y materiales para crear una barrera protectora entre el metal y los elementos que causan óxido y corrosión.

Aprenda qué metales NO se oxidan aquí.

Para más información sobre cómo prevenir el óxido, consulte nuestros blogs: Cómo evitar que el acero y el hierro se oxiden y Soluciones antióxido para sus productos de acero inoxidable