كيف تحدث الأكسدة؟
تحدث أكسدة المعادن عندما يحدث تفاعل كيميائي أيوني على سطح المعدن في حين يوجد الأكسجين. تتحرك الإلكترونات من المعدن إلى جزيئات الأكسجين خلال هذه العملية. ثم توليد الأيونات السالبة السلبية وإدخال المعدن. هذا يؤدي إلى إنشاء سطح أكسيد. الأكسدة هو شكل من أشكال التآكل المعدني.
متى تحدث الأكسدة؟
يمكن أن تحدث هذه العملية الكيميائية إما في الهواء أو بعد تعرض المعادن للماء أو الأحماض.
المثال الأكثر شيوعًا هو تآكل الفولاذ ، وهو تحويل لجزيئات الحديد على سطح الصلب إلى أكاسيد الحديد ، وفي معظم الأحيان Fe 2 O 3 و Fe 3 O 4 .
يشرح الموقع الرسمي لجائزة نوبل العملية: "مع نمو طبقة الأكسيد ، ينخفض معدل نقل الإلكترون. يتوقف التآكل ويصبح المعدن سلبيًا. قد تستمر عملية الأكسدة ، ومع ذلك ، إذا نجحت الإلكترونات في دخول المعدن من خلال الشقوق. أو الشوائب في المعدن أو إذا تم حل طبقة الأكسيد. "
إذا رأيت سيارة قديمة أو صدأ أو قطع صدأ من قطع معدنية ، فإنك تشاهد أكسدة في العمل.
المعادن التي تقاوم الأكسدة؟
المعادن النبيلة ، مثل البلاتين أو الذهب ، تقاوم الأكسدة في حالتها الطبيعية. وتشمل هذه المعادن الأخرى الروثينيوم والروديوم والبلاديوم والفضة والأوزميوم والإيريديوم. تم اختراع العديد من السبائك المقاومة للتآكل من قبل الإنسان ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس الأصفر .
في حين أن المرء يعتقد أن جميع المعادن التي تقاوم الأكسدة سوف تعتبر معادن نبيلة ، وهذا ليس هو الحال. التيتانيوم ، النيوبيوم ، والتنتالوم كلها مقاومة للتآكل ، لكنها لا تصنف على أنها معادن نبيلة. في الواقع ، لا تتفق جميع فروع العلوم على تعريف المعادن النبيلة. والكيمياء أكثر سخاء مع تعريفها للمعادن النبيلة من الفيزياء ، التي لديها تعريف أكثر محدودية.
المعادن التي تقاوم الأكسدة هي عكس المعادن المعرضة لها ، والمعروفة باسم المعادن الأساسية. وتشمل أمثلة المعادن الأساسية النحاس والرصاص والقصدير والألمنيوم والنيكل والزنك والحديد والصلب والموليبدنوم والتنغستن وغيرها من المعادن الانتقالية. كما يتم تصنيف النحاس الأصفر والبرونز ، سبائك هذه المعادن ، على أنها معادن أساسية.
آثار التآكل
أصبح منع التآكل صناعة مربحة. لا أحد يريد أن يقود سيارته الصدئة إذا كان بإمكانه مساعدتها. لكن التآكل أكثر من مجرد قلق تجميلي. يمكن أن يكون التآكل خطيرًا إذا كان يؤثر على البنية التحتية مثل المباني والجسور وأنابيب الصرف الصحي وإمدادات المياه والسفن وغيرها من السفن. يمكن للتآكل أن يتسبب في إضعاف البنية التحتية ، مما يعرض حياة الناس للخطر. لذلك ، في حين أن الوقاية من التآكل قد تكون مكلفة ، فمن المؤكد أنها ضرورية.
بدأت أزمة بارزة مع مياه الشرب في فلينت بولاية ميشيجان في عام 2014 ، وهي بمثابة مثال على الكيفية التي يمكن أن يكون بها التآكل آثار مدمرة على حياة الناس. يقدم مركز أبحاث المياه بعض الإشارات التحذيرية بأن الماء قد يكون قد تأثر بالتآكل على مستوى ما. إذا وجدت أنك بحاجة إلى تشغيل المياه لفترة قصيرة من الزمن للقضاء على اللون أو المذاق المر ، فقد تكون هناك مشكلة في التآكل في الأنابيب الخاصة بك.
تعتبر البقع الزرقاء-الخضراء في الأحواض أو على طول وصلات أنابيب النحاس علامة أخرى على التآكل المحتمل.