Posgrado
  1. Química Física  1.1. Termodinámica  1.1.1. Leyes de la Termodinámica  1.1.2. Entalpía y capacidad calorífica  1.1.3. Entropía y energía libre  1.1.4. Equilibrio de Fase  1.1.5. Termodinámica estadística  1.1.6. Ciclo termodinámico  1.1.7. Fugacidad y actividad  1.2. Química Cuántica  1.2.1. Principios de la mecánica cuántica  1.2.2. Ecuación de Schrödinger  1.2.3. Partícula en una caja  1.2.4. Operadores y valores propios  1.2.5. Orbitales atómicos  1.2.6. Teoría de orbitales moleculares  1.2.7. Teoría de perturbaciones  1.2.8. Teoría del enlace de valencia  1.2.9. Hibridación y enlace químico  1.3. Cinética química  1.3.1. Leyes de velocidad y mecanismos de reacción  1.3.2. Teoría de colisiones  1.3.3. Teoría del estado de transición  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reacciones en cadena y polimerización  1.3.6. Reacciones fotoquímicas  1.4. Mecánica estadística  1.4.1. Función de partición  1.4.2. Funciones de distribución molecular  1.4.3. Distribución de Boltzmann  1.4.4. Estadísticas de Bose–Einstein y Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopía  1.5.1. Espectroscopía Rotacional  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopía Electrónica  1.5.4. Espectroscopia de resonancia magnética nuclear  1.5.5. Espectrometría de Masas  1.5.6. Espectroscopía Raman  1.5.7. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  1.6. Química de superficies y coloides  1.6.1. Isoterma de absorción  1.6.2. Tensión superficial y mojado  1.6.3. Estabilidad Coloidal  1.6.4. Catalisis  1.6.5. Emulsiones y micelas  1.7. Electroquímica  1.7.1. Ecuación de Nernst  1.7.2. Células electroquímicas  1.7.3. Conductividad y movilidad  1.7.4. Guerra  1.7.5. Celdas de combustible  1.7.6. Electrólisis
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones pericíclicas  2.2. Espectroscopia y determinación estructural  2.2.1. Espectroscopía UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopía de RMN  2.2.4. Espectrometría de Masa  2.2.5. Cristalografía de rayos X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidad y actividad óptica  2.3.2. Análisis estructural  2.3.3. Isomería geométrica  2.3.4. Estereoquímica Dinámica  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.4.2. Reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio  2.4.3. Complejos de metales de transición  2.4.4. Enlace metal-carbono  2.5. Química de polímeros  2.5.1. Mecanismo de polimerización  2.5.2. Características de los Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradable  2.5.4. Polímero conductor  2.5.5. Polímeros supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Diseño y desarrollo de fármacos  2.6.2. Farmacocinética y farmacodinámica  2.6.3. Relaciones estructura-actividad  2.6.4. Acoplamiento molecular y selección de fármacos
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Teoría del campo cristalino  3.1.2. Teoría del campo de ligandos  3.1.3. Serie espectroquímica  3.1.4. Quelación y estabilidad  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalysis por complejos organometálicos  3.2.3. Metalocenos  3.3. Química bioinorgánica  3.3.1. Metaloproteínas y enzimas  3.3.2. El rol de los metales en los sistemas biológicos  3.3.3. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  3.4. Química del estado sólido  3.4.1. Estructuras Cristalinas  3.4.2. Teoría de bandas de los sólidos  3.4.3. Superconductors  3.4.4. Defectos en el cristal  3.5. Lantánidos y Actínidos  3.5.1. Configuración electrónica en lantánidos y actínidos  3.5.2. Química de coordinación de los lantánidos  3.5.3. Propiedades Magnéticas de los Lantánidos
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Resolución  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.2.2. Difracción de rayos X  4.2.3. Espectroscopía de plasma acoplado inductivamente  4.3. Métodos electroanalíticos  4.3.1. Potenciometría  4.3.2. Voltametría  4.3.3. Colometría  4.4. Espectrometría de masas  4.4.1. Técnica de Ionización  4.4.2. Patrón de Fragmentación  4.5. Chemometría  4.5.1. Análisis multidisciplinario  4.5.2. Aprendizaje Automático en Química
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.1.1. Force fields and energy minimization  5.1.2. Simulación de Monte Carlo en simulaciones de dinámica molecular  5.2. Métodos químicos cuánticos  5.2.1. Teoría de Hartree–Fock  5.2.2. Teoría del funcional de la densidad  5.2.3. Métodos semiempíricos  5.3. Diseño computacional de fármacos  5.3.1. Alineamiento Molecular  5.3.2. Modelado QSAR  5.3.3. Tamizaje Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inhibición  6.2. Metabolismo y Bioenergética  6.2.1. Glicólisis  6.2.2. Ciclo del ácido cítrico  6.2.3. Cadena de transporte de electrones  6.3. Biología Molecular  6.3.1. Replicación y reparación del ADN  6.3.2. La síntesis de proteínas  6.3.3. Regulación Génica  6.4. Bioquímica Estructural  6.4.1. Plegado de proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efecto invernadero  7.1.2. Agotamiento del ozono  7.1.3. Contaminantes del aire y humo  7.2. Química del Agua  7.2.1. pH y dureza del agua  7.2.2. Tratamiento de aguas residuales  7.2.3. Química Acuática  7.3. Química del Suelo  7.3.1. Contaminación por metales pesados  7.3.2. pH del Suelo y Amortiguación  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicología y Seguridad Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Evaluación de Riesgos en Toxicología y Seguridad Química en Química Ambiental  7.4.3. Efectos de los contaminantes en el medio ambiente

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La corrosión es un proceso natural en el que los metales se degradan al reaccionar con su entorno. El proceso es electroquímico, lo que significa que implica el movimiento de electrones entre el metal y su entorno circundante. La corrosión debilita la estructura metálica y es una preocupación significativa en sectores que van desde la construcción hasta el transporte.

Entendiendo la corrosión

Para entender la oxidación, considere un simple clavo de hierro expuesto al aire y a la humedad. Este clavo se oxidará lentamente con el tiempo. La oxidación es una forma común de corrosión, en la que el hierro reacciona con el oxígeno y el vapor de agua para formar óxido de hierro, un compuesto de color marrón rojizo. La reacción básica para la oxidación del hierro es la siguiente:

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O → 4Fe(OH) 3

Esta reacción muestra que el hierro reacciona con el oxígeno en presencia de agua para formar óxido de hierro(III) hidratado, comúnmente llamado óxido.

Naturaleza electroquímica de la corrosión

La corrosión es un proceso electroquímico que generalmente involucra el flujo de electrones de un metal a un no metal en una celda química. Durante este proceso, ocurren dos semirreacciones en diferentes ubicaciones en la superficie del metal, que pueden entenderse como reacciones anódicas y catódicas.

Reacción anódica

La reacción anódica involucra la oxidación del metal. En el caso del hierro, la reacción anódica puede representarse de la siguiente manera:

Fe → Fe 2+ + 2e -

En esta reacción, los átomos de hierro pierden electrones para formar iones de hierro. Estos electrones se liberan en el entorno circundante, dejando el área circundante con carga negativa.

Reacción catódica

En el sitio catódico, ocurre la reducción, generalmente involucrando un elemento no metálico. Por ejemplo, en presencia de oxígeno atmosférico, los electrones liberados por la reacción anódica pueden reducir el oxígeno en el sitio catódico:

O 2 + 4H 2 O + 4e - → 4OH -

En esta reacción de reducción, el oxígeno se convierte en iones de hidróxido, OH -, que pueden reaccionar más con iones de hierro para formar óxido.

Mecanismo de corrosión

El proceso de corrosión involucra una serie compleja de reacciones electroquímicas. Las reacciones anódicas y catódicas pueden ocurrir en sitios microscópicos distribuidos a lo largo de la superficie del metal. La separación espacial de estos procesos es importante, ya que crea condiciones que mantienen el flujo de electrones.

Para una mayor aclaración, considere el siguiente diagrama, que muestra el flujo básico de electrones en una celda de corrosión:

Ánodo Cátodo E - Fe2+ → Fe2 + + 2e− O 2 + 4H 2 O + 4e - → 4OH -

En esta vista, el ánodo (en verde) es el sitio de disolución del metal, mientras que el cátodo (en naranja) es donde ocurre la reducción. Los electrones, impulsados por la diferencia de potencial electroquímico, fluyen del ánodo al cátodo. Este flujo sostiene el proceso general de corrosión.

Tipos de corrosión

La corrosión puede presentarse en diversas formas, cada una de las cuales se ve afectada por diferentes condiciones ambientales y propiedades de los materiales. Entender estos tipos ayuda a reducir y prevenir eficazmente la corrosión.

Corrosión uniforme

La corrosión uniforme ocurre de manera pareja en la superficie expuesta del metal. Este es el tipo más común de corrosión y a menudo el más fácil de predecir y gestionar. Por ejemplo, la oxidación gradual de una cerca de hierro es un caso de corrosión uniforme.

Corrosión galvánica

La corrosión galvánica ocurre cuando dos metales diferentes, en contacto eléctrico, entran en contacto con un electrolito. El metal menos noble (ánodo) se corroe más rápido mientras que el metal más noble (cátodo) se corroe más lentamente. Un ejemplo de este tipo es la corrosión que se observa en la unión de tuberías de acero y cobre.

Corrosión por picaduras

La corrosión por picaduras involucra un ataque localizado en forma de pequeños agujeros o picaduras en la superficie del metal. Este tipo es particularmente dañino porque puede causar fallos con poca pérdida general de metal. Es común en aceros inoxidables expuestos a ambientes con cloro.

Corrosión por fisuras

La corrosión por fisuras ocurre en espacios confinados donde está presente una solución estable. Las uniones apretadas, superposiciones y depósitos superficiales son sitios clásicos para este tipo de corrosión, que a menudo afecta al acero inoxidable y las aleaciones de aluminio.

Corrosión intergranular

La corrosión intergranular ataca los límites de los granos de los metales. Puede ocurrir en acero inoxidable que está calentado incorrectamente, causando la precipitación de carburos de cromo que eliminan el cromo de los granos circundantes, haciéndolos susceptibles a la corrosión.

Fisuración por corrosión bajo tensión (SCC)

La SCC es el crecimiento de grietas en ambientes corrosivos, que se ven exacerbadas por el estrés de tracción. Es una forma peligrosa ya que puede causar fallos inesperados y repentinos del material. Los aceros inoxidables son particularmente susceptibles a SCC en ambientes con cloro.

Métodos de control de la corrosión

Entender los mecanismos y tipos de corrosión permite el desarrollo de estrategias de control efectivas. Se han diseñado muchos métodos para reducir o prevenir la corrosión en diversas aplicaciones.

Selección de materiales

Una forma principal de controlar la corrosión es seleccionar materiales que sean naturalmente resistentes a los ambientes corrosivos. El acero inoxidable y los materiales no metálicos como los plásticos y las cerámicas se eligen por sus propiedades resistentes a la corrosión.

Revestimientos protectores

Aplicar revestimientos protectores como pintura o galvanoplastia a las superficies de metal las protege de la exposición directa a ambientes corrosivos. Estos revestimientos crean una barrera física que ralentiza los procesos de oxidación.

Protección catódica

Las técnicas de protección catódica involucran hacer que un metal sea el cátodo de una celda electroquímica conectándolo a un ánodo "sacrificial" que se corroe. Un ejemplo común es conectar ánodos de zinc a estructuras de acero sumergidas en agua.

Control ambiental

Controlando factores ambientales como la humedad, la temperatura y la exposición a agentes corrosivos, la corrosión puede ralentizarse en gran medida. Por ejemplo, el control de la humedad es importante en el almacenamiento y embalaje de productos metálicos.

Conclusión

La corrosión es un proceso natural inevitable que afecta a los metales a través de varias reacciones electroquímicas. La complejidad de los mecanismos de corrosión requiere una comprensión profunda tanto del material como del entorno. Aplicando principios científicos, diseñando estructuras apropiadas y empleando técnicas preventivas, se pueden minimizar los efectos de la corrosión, garantizando la seguridad, longevidad y funcionalidad de los sistemas metálicos.


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