egyes fémek, különösen a vas használatának fontos szempontja a korrózió lehetősége. Becslések szerint az összes vastermelés körülbelül egyhetede helyettesíti a korrózió miatt elvesztett fémet. A rozsda nyilvánvalóan a vas(III) – oxid hidratált formája. A képlet körülbelül Fe2O3•\(\tfrac{\text{3}}{\text{2}}\)H2o, bár a víz pontos mennyisége változó. (Vegye figyelembe, hogy ez körülbelül félúton van a vas(III) – hidroxid, Fe(OH)3 vagy ½ {Fe2O3•3H2O] és a vízmentes Fe2O3 között).,
A rozsdásodáshoz oxigénre és vízre van szükség, és általában savak, a vasban lévő törzsek, a kevésbé aktív fémekkel való érintkezés, valamint maga a rozsda jelenléte gyorsítja fel. Ezenkívül egy rozsdás tárgy, például egy régi fából készült épület vasszögének megfigyelése azt mutatja, hogy a rozsda egy helyen (a köröm feje közelében) helyezkedik el, míg a fémes vas legnagyobb vesztesége máshol (a pont közelében) fordul elő. Ezek a tények azt sugallják, hogy a rozsdásodás mechanizmusa galvanikus sejtet tartalmaz., Az érintett félegyenletek a következők:
\
a teljes reakció elérése:
\
miután a Fe2+(AQ) létrejött, szabadon vándorolhat a vizes oldaton keresztül a fémfelület másik helyére. Ezen a ponton a vas kicsapódhat:
\
Az ezzel a reakcióval felszabadított hidrogénionokat részben a \(\ref{2}\) egyenlet fogyasztja. A \(\ref{2}\) félegyenlethez szükséges elektronokat a \(\ref{1}\) egyenletből fémvezetéssel a vason keresztül vagy ionos vezetéssel szállítják, ha a vizes oldat jelentős ionkoncentrációt tartalmaz., Így a vas gyorsabban rozsdásodik a sós vízzel, mint a friss.
az előző bekezdésben javasolt mechanizmus azt jelenti, hogy a vasfelület egyes régiói katódokká válnak, azaz ott történik az oxigén csökkentése a vízbe. Más helyek anódosak; a Fe oxidációja Fe2+ – ra fordul elő. Az ilyen régiók beállításának fő módja az oxigénellátás korlátozásától függ, mivel oxigénre van szükség a \(\ref{2}\) egyenletben bemutatott katódos reakcióhoz. A vas köröm esetében például rozsda alakul ki a fej közelében, mert több oxigén áll rendelkezésre., A fémveszteség nagy része mélyen a fában történik, azonban a köröm pontja közelében. Ezen a helyen előfordulhat a \(\ref{1}\), de nem \(\ref{2}\).
hasonló helyzet fordul elő, amikor egy csepp nedvesség tapad a vas felületéhez (ábra \(\PageIndex{1}\)). A szemcsepp a csepp középpontja közelében fordul elő, míg a hidratált vas(III) – oxid lerakódik a széle közelében.
az anódos és katódos régiók felállításának második módja egy második fém jelenléte, amely nagyobb vonzerőt mutat az elektronok számára (kevésbé könnyen oxidálódik), mint a vas., Egy ilyen fém leeresztheti a vasban maradt elektronokat, amikor a Fe2 + feloldódik. Ez az elektronok feleslege a kevésbé aktív fémet ideális helyévé teszi a \(\ref{2}\) egyenletnek, így egy cellát állítanak fel a fémek metszéspontjában. A rozsda valójában bevonhatja a kevésbé aktív fém felületét, míg a vasban gödrök alakulnak ki.
a rozsda megelőzésének legfontosabb technikája egyszerűen a víz és az oxigén kizárása védőbevonattal. Ez az elv mögött olajozás, zsírozás, festés, vagy fém borítás vas., A bevonatnak teljesnek kell lennie, vagy a rozsdásodás felgyorsítható az oxigén kizárásával a felület egy részéről. Ez különösen akkor igaz, ha a vasat kevésbé aktív fémmel, például ónnal vonják be. Még egy lyuk a bevonat egy ón is rozsdásodik nagyon gyorsan, mivel az ón válik katódos miatt nagyobb elektródpotenciál, valamint az oxigén kizárása a vas alatt.
egy második technika magában foglalja a vas tárgy érintkezését egy aktívabb fémmel., Ezt katódvédelemnek nevezik, mivel az aktívabb fém elektronokat adományoz a vasnak, erősen gátolja az egyenletet \(\ref{1}\). Mind a katódos védelmet, mind a felületi bevonatot horganyzás biztosítja, olyan eljárás, amelyben a cink elektrolitikusan acélra van bevonva, vagy az olvadt fémbe merítve. Mint sok más fém, a cink is önvédő-reagál oxigénnel és szén-dioxiddal a levegőből, hogy a cink-hidroxi-karbonát, a Zn2(OH)2co3 tapadó, áthatolhatatlan bevonatát képezze., Ha karcolás van a cinklemezben, a vas még mindig nem rozsdásodik, mert a cink előnyösen oxidálódik. A képződött hidroxi-karbonát ezután lefedi a nyílást, megakadályozva az oxigén további érintkezését a vassal vagy a cinkkel.
egy harmadik technika olyan helyzetekre vonatkozik (például autórádió), ahol a vizes oldatok érintkeznek a vassal. A korróziógátlók közé tartoznak a kromátsók és a szerves vegyületek, mint például a tribntilamin (c4h9)3N. a kromátok nyilvánvalóan a FeCrO4(s) áthatolhatatlan bevonatát képezik, amint bármely vas vas(II) oxidálódik., A tributilamin, az ammónia származéka, reakcióba lép a fagyálló bomlásával képződött szerves savakkal egy autómotor magas hőmérsékletén. Az előállított tributilammónium-sók oldhatatlanok, és bevonják a hűtőrendszer belsejét. Így a tributilamin semlegesíti a savat, amely felgyorsítja a korróziót, és felületi bevonatot is biztosít.
Vélemény, hozzászólás?