En viktig del av bruken av enkelte metaller, spesielt av jern, er det mulighet for korrosjon. Det er anslått at om lag en syvendedel av alle iron produksjonen går til å erstatte metall tapte mot korrosjon. Rust er tydeligvis en hydrert form av jern(III)oksid. Formelen er ca Fe2O3•\(\tfrac{\text{3}}{\text{2}}\)H2O, selv om den eksakte mengden av vann er variabel. (Merk at dette er omtrent halvveis mellom jern(III) hydroksid, Fe(OH)3 eller ½ {Fe2O3•3H2O], og vannfri Fe2O3).,
Rustdannelse krever både oksygen og vann, og det er vanligvis en sped opp av syrer, stammer i jern, ta kontakt med mindre aktive metaller, og tilstedeværelsen av rust i seg selv. I tillegg, observasjon av en rustne objekt, for eksempel et strykejern spiker fra en gammel trebygning, viser at rust vil sette på ett sted (i nærheten hodet på spikeren), mens det største tapet av metallisk jern vil oppstå andre steder (i nærheten av point). Disse fakta tyder på at mekanismen for rustdannelse innebærer en galvanisk celle., Halv-ligninger som er involvert
\
\
som gir full reaksjon:
\
Når Fe2+(aq) er dannet, kan den overføre fritt gjennom vandig løsning til en annen plassering på overflate av metall. På det tidspunktet jern kan føre til:
\
Hydrogen ioner frigjort ved denne reaksjonen er da delvis fortært av Ligningen \(\ref{2}\). Elektronene som kreves for half-ligningen \(\ref{2}\) er levert fra Ligningen \(\ref{1}\) via metallisk ledningsevne gjennom jern eller ved ionisk ledningsevne hvis den vandige løsningen inneholder en betydelig konsentrasjon av ioner., Dermed jern ruster raskere i kontakt med saltvann enn i ferskvann.
Den ordning som er foreslått i foregående ledd, innebærer at noen regioner av jernet overflate bli katodisk, dvs. at reduksjon av oksygen til vann skjer det. Andre steder er anodic; oksidasjon av Fe til Fe2+ oppstår. Administrerende måte som i slike områder kan det være satt opp avhenger begrensning av oksygen, fordi oksygen er nødvendig for katodisk reaksjon vist i Ligning \(\ref{2}\). I tilfelle av jern spiker, for eksempel, rust former nærheten hodet fordi mer oksygen er tilgjengelig., De fleste av tap av metall finner sted dypt inne i skogen, men nær det punktet av neglen. På dette stedet Ligningen \(\ref{1}\), men ikke \(\ref{2}\) kan oppstå.
En lignende situasjon oppstår når en dråpe av fuktighet fester seg til et strykejern overflaten (Figur \(\PageIndex{1}\)). Pitting oppstår nær sentrum av slippe, mens hydrert jern(III) oksid innskudd nær kanten.
En annen måte som anodic og katodisk områder kan det være satt opp innebærer tilstedeværelsen av et annet metall som har en større attraksjon for elektroner (er mindre lett oksidert) enn jern., Et slikt metall kan renne av elektroner igjen i jernet når Fe2+ oppløses. Dette overskudd av elektroner gjør det mindre aktive metall et ideelt sted for Ligningen \(\ref{2}\), og så en celle er satt opp i krysset av metaller. Rust kan faktisk strøk på overflaten av de mindre aktive metall samtidig som setter form i jern.
Den viktigste teknikken for forebyggelse av rust er rett og slett for å utelukke vann og oksygen ved hjelp av et beskyttende belegg. Dette er prinsippet bak smøring, smøring, maleri, eller metall plating av jern., Belegget må være komplett, men rustdannelse eller kan bli fremskyndet av utelukkelse av oksygen fra en del av overflaten. Dette er spesielt sant når strykejern er belagt med en mindre aktiv metall, for eksempel tinn. Selv et pinhole i belegget på en blikkboks vil rust svært raskt, siden tinn blir katodisk på grunn av sin større elektrode potensial og til oksygen utelukkelse fra jernalder under.
En annen teknikk som innebærer å bringe strykejern objekt i kontakt med en mer aktiv metall., Dette kalles katodisk beskyttelse fordi mer aktive metall donerer elektroner til jern, sterkt hemmende Ligningen \(\ref{1}\). Både katodisk beskyttelse og belegg er gitt ved galvanisering, en prosess som sink er belagt på stål electrolytically eller ved å dyppe i smeltet metall. Som mange andre metaller, sink, som er selv-beskyttende—det reagerer med oksygen og karbondioksid fra luften for å danne en tilhenger tett belegg av sink hydroxycarbonate, Zn2(OH)2CO3., Bør det være en ripe i sink plate, jern fortsatt ikke rust fordi sink vil være fortrinnsvis oksidert. Den hydroxycarbonate dannet vil da dekke åpningen, hindre kontakt med oksygen med jern eller sink.
En tredje teknikk gjelder situasjoner (for eksempel en bil radiator) hvor vandige løsninger er i kontakt med strykejern. Korrosjon-hemmere inkluderer chromate salter og organiske forbindelser som tribntylamine, (C4H9)3N. Chromates tilsynelatende danner en ugjennomtrengelig belegg av FeCrO4(e) så snart som jern er oksidert jern(II)., Tributylamine, et derivat av ammoniakk reagerer med organiske syrer som dannes ved nedbrytning av frostvæske ved høye temperaturer som for eksempel i en bil motor. Den tributylammonium salter produsert er uløselige og strøk innsiden av kjølesystemet. Dermed tributylamine nøytraliserer syre som ville akselerere korrosjon og gir en overflate belegg som godt.
Legg igjen en kommentar