důležitým aspektem použití některých kovů, především železa, je možnost koroze. Odhaduje se, že asi jedna sedmina veškeré výroby železa jde nahradit kov ztracený korozí. Rez je zřejmě hydratovaná forma oxidu železa (III). Vzorec je přibližně Fe2O3 * \(\tfrac {\text{3}} {\text{2}}\) H2O, i když přesné množství vody je proměnlivé. (Všimněte si, že je to asi na půli cesty mezi hydroxidem železa (III), Fe(OH) 3 nebo ½ {Fe2O3•3H2O] a bezvodým Fe2O3).,
rezivění vyžaduje jak kyslík, tak vodu a obvykle se zrychluje kyselinami, kmeny v železe, kontakt s méně aktivními kovy a přítomnost samotné rzi. Kromě toho, pozorování zrezivělý předmět, například železný hřebík ze staré dřevěné budovy, ukazuje, že rez se budou ukládat na jednom místě (v blízkosti hlavy hřebík), zatímco největší ztráty kovového železa se vyskytují jinde (v blízkosti místa). Tyto skutečnosti naznačují, že mechanismus rezivění zahrnuje galvanickou buňku., Half-rovnice jsou zapojeny
\
\
dávat plnou reakce:
\
Jednou Fe2+(aq) je vytvořen, může volně migrovat přes vodný roztok na jiné místo na povrchu kovu. V tomto okamžiku se železo může vysrážet:
\
vodíkové ionty uvolněné touto reakcí jsou pak částečně spotřebovány rovnicí \ (\ref{2}\). Elektrony potřebné pro půl-rovnice \(\ref{2}\) jsou dodávány z Rovnice \(\ref{1}\) přes metalické vedení přes železo nebo iontové vodivosti-li vodný roztok obsahuje významné koncentrace iontů., Železo tak při styku se slanou vodou zrezivuje rychleji než v čerstvé.
mechanismus navržený v předchozím odstavci znamená, že některé oblasti povrchu železa se stávají katodickými, tj. dochází k redukci kyslíku na vodu. Další místa jsou anodická; dochází k oxidaci Fe na Fe2+. Hlavní způsob, jakým mohou být tyto oblasti nastaveny, závisí na omezení přívodu kyslíku, protože kyslík je vyžadován pro katodickou reakci uvedenou v rovnici \(\ref{2}\). Například v případě železného hřebíku se v blízkosti hlavy vytváří rez, protože je k dispozici více kyslíku., Většina ztráty kovu se odehrává hluboko v dřevě, avšak v blízkosti bodu nehtu. Na tomto místě rovnice \ (\ref{1}\), ale ne \(\ref{2}\) může dojít.
podobná situace nastane, když kapka vlhkosti přilne k povrchu železa (obrázek \(\PageIndex{1}\)). Pitting se vyskytuje v blízkosti středu kapky, zatímco hydratovaný oxid železa(III) se usazuje v blízkosti okraje.
druhý způsob, jakým mohou být anodické a katodické oblasti nastaveny, zahrnuje přítomnost druhého kovu, který má větší přitažlivost pro elektrony (je méně snadno oxidován) než železo., Takový kov může vypustit elektrony, které zůstaly v železe, když se Fe2+ rozpustí. Tento přebytek elektronů činí méně aktivní kov ideálním místem pro rovnici \(\ref{2}\), a tak je buňka nastavena na průsečíku kovů. Rez může ve skutečnosti potahovat povrch méně aktivního kovu, zatímco v železe se tvoří jámy.
nejdůležitější technikou prevence rzi je jednoduše vyloučit vodu a kyslík pomocí ochranného povlaku. To je princip za olejování, mazání, malování, nebo kovové pokovování železa., Povlak však musí být kompletní, nebo může být zrezivění urychleno vyloučením kyslíku z části povrchu. To platí zejména tehdy, když je železo potaženo méně aktivním kovem, jako je cín. I dírka v povlaku na plechovce bude rez velmi rychle, protože cín se stává katodickým vzhledem k jeho větší elektrodového potenciálu a kyslíku vyloučení ze železa pod.
druhá technika zahrnuje uvedení železného předmětu do kontaktu s aktivnějším kovem., Tomu se říká katodická ochrana, protože aktivnější kov daruje elektrony do železa, což silně inhibuje rovnici \(\ref{1}\). Jak katodická ochrana, tak povrchový povlak jsou zajištěny galvanizací, procesem, při kterém je zinek elektrolyticky pokoven na ocel nebo ponořením do roztaveného kovu. Stejně jako mnoho jiných kovů, zinku, je self-protective—reaguje s kyslíkem a oxidem uhličitým ze vzduchu za vzniku přívrženec nepropustný povlak zinku hydroxycarbonate, Zn2(OH)2CO3., Pokud by v zinkové desce došlo k poškrábání, železo stále nemůže rezivět, protože zinek bude přednostně oxidován. Vzniklý hydroxykarbonát pak zakryje otvor a zabrání dalšímu kontaktu kyslíku se železem nebo zinkem.
třetí technika se vztahuje na situace (jako je automobilový radiátor), kdy jsou vodné roztoky v kontaktu se železem. Inhibitory koroze patří chroman solí a organických sloučenin, jako sloučeniny tribntylamine, (C4H9)3N. Chromany zřejmě tvoří odolný povlak FeCrO4(y), jakmile některý železo se oxiduje železo(II)., Tributylamin, derivát amoniaku, reaguje s organickými kyselinami vytvořenými rozkladem nemrznoucí směsi při vysokých teplotách automobilového motoru. Produkované soli tributylamonia jsou nerozpustné a pokrývají vnitřek chladicího systému. Tributylamin tak neutralizuje kyselinu, která by urychlila korozi a také poskytuje povrchový povlak.
Napsat komentář