Εξηγήστε το ρόλο που διαδραματίζει το διαλυμένο οξυγόνο σε γενικό μηχανισμό που προτάθηκε για να εξηγήσει διάφορα βήματα διάβρωση;
1. Εξάντληση οξυγόνου:
- Στο στάδιο έναρξης της διάβρωσης της σχισμής, το οξυγόνο καταναλώνεται από τις αντιδράσεις διάβρωσης που εμφανίζονται στην μεταλλική επιφάνεια μέσα στη σχισμή. Αυτό οδηγεί στην εξάντληση του διαλυμένου οξυγόνου εντός της σχισμής, δημιουργώντας ένα τοπικό περιβάλλον με περιορισμένη παροχή οξυγόνου.
2. Οξεία:
- Καθώς εξαντλείται το οξυγόνο, η σχισμή γίνεται ένα αναερόβιο περιβάλλον, επιτρέποντας την ανάπτυξη βακτηρίων που παράγουν οξύ. Αυτά τα βακτήρια καταναλώνουν οργανική ύλη και παράγουν όξινες μεταβολίτες, όπως το υδροχλωρικό οξύ (HCl) και τα οργανικά οξέα. Αυτή η οξίνιση μειώνει το ρΗ εντός της σχισμής, επιταχύνοντας περαιτέρω τη διαδικασία διάβρωσης.
3. Διάλυση μετάλλων:
- Το όξινο περιβάλλον που δημιουργείται από τα βακτηρίδια αρχίζει τη διάλυση του μετάλλου στη θέση της ρωγμής. Τα διαλυμένα μεταλλικά ιόντα μπορούν στη συνέχεια να αντιδράσουν με το διαθέσιμο οξυγόνο στην είσοδο της σχισμής, σχηματίζοντας μεταλλικά οξείδια ή υδροξείδια. Αυτή η διαδικασία συνεχίζεται όσο υπάρχει μια παροχή διαλυμένου οξυγόνου στην είσοδο της σχέσης.
4. Διάδοση:
- Η διάλυση των μετάλλων και ο σχηματισμός μεταλλικών οξειδίων ή υδροξειδίων έχουν ως αποτέλεσμα τη συσσώρευση προϊόντων διάβρωσης εντός της σχισμής. Αυτά τα προϊόντα διάβρωσης μπορούν να εμποδίσουν την είσοδο της ρωγμής, περιορίζοντας τη διάχυση του οξυγόνου και άλλων ειδών στη ρωγμή. Ως αποτέλεσμα, το περιβάλλον της ρωγμής γίνεται ακόμα πιο επιθετικό και όξινο, προωθώντας περαιτέρω διάλυση και διάβρωση μετάλλων.
5. Καθοδική αντίδραση:
- Το διαλυμένο οξυγόνο παίζει ρόλο στην καθοδική αντίδραση που εμφανίζεται στην εξωτερική επιφάνεια του μετάλλου, έξω από τη σχισμή. Η μείωση του οξυγόνου λαμβάνει χώρα σε αυτή την επιφάνεια, καταναλώνοντας ηλεκτρόνια και δημιουργώντας ιόντα υδροξυλίου. Τα ιόντα υδροξυλίου μπορούν στη συνέχεια να μεταναστεύσουν στην ρωγμή και να αντιδράσουν με τα μεταλλικά ιόντα, συμβάλλοντας στον σχηματισμό μεταλλικών οξειδίων ή υδροξειδίων.
6. Κλίση συγκέντρωσης οξυγόνου:
- Η παρουσία διαλυμένου οξυγόνου στο χύδην διάλυμα έξω από τη ρωγμή δημιουργεί μια βαθμίδα συγκέντρωσης οξυγόνου σε όλη τη σχισμή. Αυτή η κλίση οδηγεί τη διάχυση του οξυγόνου στην ρωγμή, την αναπλήρωση του οξυγόνου που καταναλώνεται στις αντιδράσεις διάβρωσης και διαιωνίζει τη διαδικασία διάβρωσης της σχισμής.
Ως εκ τούτου, το διαλυμένο οξυγόνο διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στην έναρξη, τη διάδοση και τη συνέχιση της διάβρωσης της σχισμής επηρεάζοντας το τοπικό περιβάλλον εντός της σχισμής, προωθώντας την οξίνιση, τη διάλυση των μετάλλων και τον σχηματισμό προϊόντων διάβρωσης.
