2023 مؤلف: Jake Johnson | [email protected]. آخر تعديل: 2023-05-24 23:12
ومن المعروف باسم التآكل تدهور أي مادة تسببها البيئة ، خاصة أنها تحدث في معادن. تُعرف أكثر ظواهر التآكل شيوعًا باسمصدأ الحديد، ولكن عندما تكون الأشياء المصنوعة من الفضة داكنة أو تظهر طبقة خضراء على النحاس ، وكذلك سبائكه ، فذلك يرجع أيضًا إلى هذه الظاهرة من التآكل.
هناك أنواع مختلفة من التآكل ، بما في ذلك التآكل الكهروكيميائي ، بسبب الأكسجين أو الكائنات الحية الدقيقة ، والتآكل الجلفاني ، وما إلى ذلك.
يؤثر التآكل على السيارات والقوارب والجسور والمنشآت المختلفة طالما أنها معرضة لعوامل الغلاف الجوي. يعتبر التآكل مشكلة مهمة للغاية إذا نظرنا من وجهة النظر الاقتصادية ، حيث أن الخسائر التي تسببها هذه المشكلة في البلدان الصناعية مرتفعة للغاية. بالإضافة إلى التكاليف المرتبطة بإصلاح الأضرار الناجمة عن التآكل ، يجب أيضًا مراعاة الاستثمارات المستخدمة لحماية هذه الظاهرة.
التآكل هو ظاهرة كهروكيميائية ذات طبيعة معقدة للغاية ، تحدث عندما يتلامس معدن مع الأكسجين الذي هو جزء من هواء الغلاف الجوي ، وكذلك الرطوبة ، مما يؤدي إلى تكوين صدأ يُقال إنهرطب ، وله لون بني برتقالي مميز ، صيغته هي Fe2O3. nH2O ، المعروف بالاسم الشائع للصدأ
هذا الصدأ هو نتيجة لحقيقة أن الجسم الحديدي يعمل في نفس الوقت ككاثود وأنود ، وكذلك دائرة يمكن للإلكترونات أن تنتشر من خلالها من النوع الصغير للبطارية التي تتحقق على شكل سطح الجسم المصاب. كما ذكرنا سابقًا ، يعمل جزء من الجسم الحديدي كأنود بينما يعمل جزء آخر ككاثود داخل نفس الكائن. الجزء الذي يعمل كقطب موجب ينتج أكسدة لـ Fe ^ 2 + ، والإلكترونات قادرة على الانتقال إلى الجزء الآخر من الجسم ، حيث يتم تقليل الأكسجين من الغلاف الجوي الذي يذوب في الماء ويتلامس مع سطح الجسم يحدث تفاعل المعادن التالية:
الأنود:Fe (s) → Fe ^ 2 + + 2e ^ -
كاثود:½ O2 + H2O + 2e ^ → 2 OH ^ -
تسافر أيونات Fe ^ 2 + و OH ^ إلى نفس المنطقة ، من خلال طبقة الماء التي تشكل الجسم وتغطيه ، وتتحد لتشكل أكسيد الحديد المائي (II) ، والذي يتأكسد بسبب الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي. من أجل تشكيل الصدأ.
عندما نشير إلى حالة الألومنيوم ، فهي تحتوي على طبقة أكسيد ، وتحديداً Al2O3 ، على السطح ، تعمل هذه الطبقة كحماية ، وهذا مفيد جدًا للمعدن. على عكس ما يحدث مع الصدأ ، وهو طلاء مسامي للغاية يجعل المعدن لا يستمرملامستها للأكسجين أو الرطوبة التي تسببت في ذلك ، طبقة أكسيد الألومنيوم ، وهي كثيفة ومقاومة تمامًا ، بحيث يجب تغطية معظم الاستخدامات التي تُعطى للألمنيوم من طبقة من الأكسيد يتراكم على السطح من خلال التحليل الكهربائي.
في كثير من الأحيان يتم حماية المعادن من التآكل بطبقة تغطي الأشياء لمنع ملامستها للأكسجين الجوي. لهذا الغرض ، يتم أيضًا استخدام دهانات محددة من Pb3O4 (minium) عند محاولة حماية الأسطح الفولاذية. ممارسة أخرى هي حماية المعدن بطبقة من نوع آخر من المعدن ، على سبيل المثال ، في حالة الحديد المجلفن ، يتم تغطية المعدن بطبقة رقيقة جدًا من الزنك ، وهو معدن يصدأ بسهولة أكبر. عندما يتعرض الزنك الذي يغطيه للأكسدة ، تتشكل طبقة واقية بتركيبة معقدة تمنع الحديد من التلف بسهولة.
خيار آخر لحماية الحديد هو استخدام طبقة من معدن القصدير مغطاة بأكسيد ، كما هو الحال ، على سبيل المثال ، في الأطعمة المعلبة. ومع ذلك ، فإن هذا الطلاء ليس فعالًا للغاية ، لأن القصدير يحمي الحديد فقط طالما ظل الطلاء المذكور سليماً. من ناحية أخرى ، عندما تنكسر الطبقة ، على عكس عندما تكون مطلية بالزنك ، يكون التآكل أكثر تسارعًا ، لأن الحديد يتأكسد بسهولة أكبر من القصدير ، مكونًا خلية كهروكيميائية حيث يلعب الحديد دور الأنود.
قال العملية هي نفسهايتسبب في تآكل الحديد بسرعة كبيرة عندما يكون في وجود النحاس ، ويُعرف هذا الإجراء باسم التآكل الجلفاني ، أو التآكل من نوع المعدنين. كما أن الإفرازات الصغيرة التي تحدث عند ملامسة الألومنيوم لحشوات الأسنان ناتجة عن نفس الظاهرة.
يحمي الحديد نفسه من التآكل أيضًا من خلال الاتصال بمعدن آخر يصدأ بسهولة أكبر من خلال عملية تعرف باسم الحماية الكاثودية. يتم استخدام الحديد ككاثود لخلية كهروكيميائية ، بينما يشارك المعدن في دور الأنود ، حيث يتم تحديد مكان حدوث التآكل. مثال على هذه العملية يمكن أن يكون حالة أنابيب المياه الجوفية ، والتي لتجنب التآكل يتم ربطها بكابل بقضيب من المعدن النشط ، والذي يمكن أن يكون مغنيسيوم. يمكن أن يتدهور هذا شيئًا فشيئًا ، ويكون أكثر عملية وأسهل في التغيير من الأنبوب بأكمله ، لذا فهو إجراء مفيد للغاية ، ويُعرف عمومًا باسمالأنود الذبيح.
