Τι είναι η δράση του νερού στα μέταλλα;
1. Διάβρωση:
* Οξείδωση: Αυτός είναι ο πρωταρχικός τρόπος με τον οποίο το νερό επηρεάζει τα μέταλλα. Το νερό δρα ως ηλεκτρολύτης, επιτρέποντας στο οξυγόνο να αντιδράσει με την μεταλλική επιφάνεια, σχηματίζοντας μεταλλικά οξείδια (σκουριά στην περίπτωση σιδήρου). Αυτή η διαδικασία αποδυναμώνει το μέταλλο, καθιστώντας το εύθραυστο και επιρρεπές σε αποτυχία.
* Ηλεκτροχημική διάβρωση: Παρουσία διαλυμένων αλάτων και άλλων ακαθαρσιών, το νερό μπορεί να δημιουργήσει ένα ηλεκτροχημικό κύτταρο στην μεταλλική επιφάνεια. Αυτό οδηγεί στο σχηματισμό ανοδικών και καθοδικών θέσεων, με αποτέλεσμα την επιταχυνόμενη διάβρωση.
* Παράγοντες που επηρεάζουν τη διάβρωση:
* Θερμοκρασία: Οι υψηλότερες θερμοκρασίες επιταχύνουν τη διάβρωση.
* ph: Η οξύτητα ή η αλκαλικότητα του νερού μπορεί να επηρεάσει τον ρυθμό διάβρωσης.
* Διαλυμένο οξυγόνο: Η υψηλότερη περιεκτικότητα σε οξυγόνο προάγει τη διάβρωση.
* Διαλυμένα άλατα: Τα άλατα όπως τα χλωρίδια μπορούν να αυξήσουν σημαντικά τα ποσοστά διάβρωσης.
2. Χημικές αντιδράσεις:
* Αντίδραση με νερό: Ορισμένα μέταλλα, όπως τα αλκαλικά μέταλλα (π.χ., νάτριο, κάλιο), αντιδρούν έντονα με νερό, παράγοντας υδρογόνο και μεταλλικά υδροξείδια. Αυτή η αντίδραση μπορεί να είναι εξαιρετικά εξωθερμική, ενδεχομένως οδηγώντας σε εκρήξεις.
* Σχηματισμός υδροξειδίων: Ορισμένα μέταλλα, όπως το αλουμίνιο, σχηματίζουν ένα προστατευτικό στρώμα οξειδίου που εμποδίζει την περαιτέρω διάβρωση. Ωστόσο, σε αλκαλικά περιβάλλοντα, το στρώμα οξειδίου μπορεί να διαλύεται, εκθέτοντας το μέταλλο σε περαιτέρω αντίδραση και ενδεχομένως σχηματίζοντας μεταλλικά υδροξείδια.
3. Φυσικές επιδράσεις:
* διάβρωση: Το νερό μπορεί να διαβρώσει φυσικά τις μεταλλικές επιφάνειες, ειδικά όταν ρέει σε υψηλές ταχύτητες.
* Διάβρωση στρες: Με την παρουσία ορισμένων χημικών ουσιών, το νερό μπορεί να προκαλέσει ρωγμές να αναπτυχθούν σε άγχος μέταλλα.
4. Ειδικές αντιδράσεις μετάλλου:
* Σίδερο: Σκουριά σιδήρου (σχηματίζει οξείδια σιδήρου) παρουσία οξυγόνου και νερού. Η σκουριά είναι πορώδη και επιτρέπει την περαιτέρω διάβρωση.
* αλουμίνιο: Το αλουμίνιο σχηματίζει ένα λεπτό, προστατευτικό στρώμα οξειδίου που εμποδίζει την περαιτέρω διάβρωση. Ωστόσο, αυτό το στρώμα μπορεί να διακυβευτεί σε όξινα ή αλκαλικά περιβάλλοντα.
* Χαλκός: Ο χαλκός σχηματίζει μια πράσινη πατίνα (ανθρακικό χάλκινο) παρουσία αέρα και νερού. Αυτή η πατίνα είναι προστατευτική και βοηθά στην πρόληψη περαιτέρω διάβρωσης.
* χρυσό και πλατίνα: Αυτά τα μέταλλα είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά στη διάβρωση από το νερό και το οξυγόνο λόγω της αδρανείας τους.
Προστασία μετάλλων από το νερό:
* Επικαλύψεις: Η εφαρμογή προστατευτικών επικαλύψεων όπως χρώματα, βερνίκια ή μεταλλική επένδυση μπορεί να δημιουργήσει ένα φράγμα μεταξύ του μετάλλου και του νερού.
* κράμα: Η ανάμειξη μετάλλων για τη δημιουργία κραμάτων μπορεί να βελτιώσει την αντοχή τους στη διάβρωση.
* Καθοδική προστασία: Χρησιμοποιώντας θυσιαστικές ανόδους (μέταλλα ευκολότερα διαβρωμένα από το προστατευμένο μέταλλο) ή εντυπωσιάζοντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα για την πρόληψη της διάβρωσης.
* επεξεργασία νερού: Η αφαίρεση του διαλυμένου οξυγόνου, των αλάτων και άλλων διαβρωτικών παραγόντων από το νερό μπορεί να μειώσει σημαντικά τα ποσοστά διάβρωσης.
Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τις συγκεκριμένες ιδιότητες κάθε μετάλλου και τις συνθήκες στις οποίες θα εκτίθενται προκειμένου να εφαρμοστούν τα κατάλληλα προστατευτικά μέτρα.
