Por Rosann KozlowskiActualizado el 30 de agosto de 2022

El acabado brillante de una uña nueva puede desvanecerse gradualmente hasta convertirse en manchas de color marrón rojizo cuando se expone a los elementos. Ese cambio visible marca la aparición de la oxidación, una transformación química impulsada por el agua y el oxígeno.

Causas químicas de la oxidación

La corrosión comienza cuando el agua del medio ambiente, a menudo mezclada con dióxido de carbono, forma un ácido débil llamado ácido carbónico. Cuando esta solución ácida entra en contacto con el hierro, se producen dos reacciones clave:

• El agua acidificada actúa como un buen electrolito, disolviendo una porción del hierro mediante la extracción de electrones.
• Al mismo tiempo, el agua se descompone en hidrógeno y oxígeno. El oxígeno libre reacciona con el hierro disuelto y produce óxido de hierro, lo que conocemos como óxido.

Este proceso se puede resumir en una simple ecuación verbal:

Hierro + agua + oxígeno → óxido de hierro (óxido)

Reacción química resultante del óxido

A nivel molecular, la formación de óxido sigue la reacción:

4Fe(s) + 3O₂ (g) + 6H₂ O(l) → 4Fe(OH)₃ (es)

El hidróxido de hierro (III), Fe(OH)₃ , es poroso y puede reaccionar aún más con el oxígeno para formar un hidrato más cristalino, Fe₂. O₃ ·xH₂ O. La “x” refleja que el contenido de agua es variable.

Proceso electroquímico de oxidación

La oxidación se comporta como una batería natural. La superficie del metal actúa como un ánodo donde los átomos de hierro pierden electrones, mientras que un área cercana sirve como un cátodo donde se consumen los electrones. El agua, como electrolito, transporta iones para mantener el flujo de electrones.

Toda corrosión es fundamentalmente una reacción de oxidación-reducción (redox):los electrones abandonan el metal y viajan a aceptores como el oxígeno o el hidrógeno.

Las reacciones redox del óxido en dos pasos

Dividir el proceso en medias reacciones aclara el movimiento de los electrones:

• Oxidación (ánodo): Fe(s) → Fe ²⁺ (aq) + 2e ^-
• Reducción (cátodo): O₂ (g) + 2H₂ O(l) + 4e ^- → 4OH ^- (aq)

A medida que los iones de hidróxido se acumulan, se combinan con iones de hierro para formar hidróxido de hierro (II), que precipita:

2Fe ²⁺ (ac) + 4OH ^- (ac) → 2Fe(OH)₂ (es)

Cómo aparece el óxido en un clavo

Como el agua y el oxígeno están en todas partes, incluso el acero inoxidable (una aleación rica en hierro) eventualmente se oxidará si no se controla. La superficie del metal se vuelve escamosa, luego se pica y el óxido de hierro, más voluminoso, se expande, distorsionando la forma de la uña. Esta deformación puede hacer que las bisagras se peguen y chirrien. Con el tiempo, el óxido puede llegar al núcleo, haciendo que el metal sea lo suficientemente frágil como para romperse con un simple pellizco.

Si bien la sal disuelta en agua no es una causa directa, acelera la corrosión al aumentar la conductividad eléctrica.

Comprender estos pasos ayuda a seleccionar recubrimientos protectores, almacenamiento adecuado y prácticas de mantenimiento para extender la vida útil de los componentes metálicos.