Τι συμβαίνει όταν ο ψευδάργυρος και ο χαλκός σε αλμυρό νερό;
1. Σχηματισμός ηλεκτροχημικών κυττάρων:
* ψευδάργυρος (zn) είναι πιο αντιδραστικό από το χαλκός (Cu) . Στο αλμυρό νερό, ο ψευδάργυρος θα χάσει εύκολα ηλεκτρόνια, θα οξειδωθεί.
* Χαλκός (Cu) είναι λιγότερο αντιδραστική και ενεργεί ως κάθοδος, δέχεται ηλεκτρόνια.
* Το αλμυρό νερό λειτουργεί ως ηλεκτρολύτης , επιτρέποντας τη ροή των ιόντων και ολοκληρώνοντας το ηλεκτρικό κύκλωμα.
2. Αντιδράσεις οξείδωσης και μείωσης:
* στην άνοδο ψευδαργύρου: Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ (οξείδωση)
* στην κάθοδο χαλκού: 2H⁺ + 2E⁻ → H₂ (μείωση)
3. Διάβρωση:
* Τα άτομα ψευδαργύρου χάνουν ηλεκτρόνια, σχηματίζοντας ιόντα ψευδαργύρου (Zn²⁺) που διαλύονται στο αλμυρό νερό. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη διάβρωση του ψευδαργύρου .
* Το χαλκό μέταλλο παραμένει σχετικά ανεπηρέαστο, ενεργώντας ως θυσιαστική άνοδος.
4. Σχηματισμός αερίου υδρογόνου:
* Η αντίδραση μείωσης στην κάθοδο χαλκού παράγει Αέρα υδρογόνου (H₂) , που μπορούν να σχηματίσουν φυσαλίδες στην επιφάνεια του χαλκού.
5. Επιπτώσεις του αλμυρού νερού:
* Το αλμυρό νερό αυξάνει την αγωγιμότητα του ηλεκτρολύτη, επιταχύνοντας τη διαδικασία διάβρωσης.
* Η παρουσία ιόντων χλωριδίου (CL⁻) σε αλμυρού νερού μπορεί επίσης να επιταχύνει τη διάβρωση του ψευδαργύρου.
Συνέπειες:
* διάβρωση του ψευδαργύρου: Αυτό μπορεί να οδηγήσει στην αποδυνάμωση και την ενδεχόμενη αποτυχία του συστατικού ψευδαργύρου.
* Διαφορά ηλεκτροχημικού δυναμικού: Η διαφορά στην αντιδραστικότητα μεταξύ ψευδαργύρου και χαλκού δημιουργεί μια διαφορά ηλεκτροχημικού δυναμικού, η οποία οδηγεί τη διαδικασία διάβρωσης.
* Σχηματισμός προϊόντων διάβρωσης: Η αντίδραση μπορεί να σχηματίσει προϊόντα διάβρωσης όπως υδροξείδιο του ψευδαργύρου (Zn (OH) ₂) ή χλωριούχο ψευδάργυρο (ZNCL₂).
Εφαρμογές:
* Θυσία ανόδους: Ο ψευδάργυρος χρησιμοποιείται συχνά ως θυσιαστική άνοδος για την προστασία άλλων μετάλλων από τη διάβρωση. Ο ψευδάργυρος διαβρώνει αντί για το πιο πολύτιμο μέταλλο.
* Γαλβανικά ζευγάρια: Αυτή η αντίδραση χρησιμοποιείται σε διάφορες εφαρμογές, όπως οι μπαταρίες και τα συστήματα προστασίας από τη διάβρωση.
Πρόληψη:
* Απομόνωση: Ο διαχωρισμός των συστατικών ψευδαργύρου και χαλκού εμποδίζει την επαφή και μειώνει τον ρυθμό διάβρωσης.
* Επικαλύψεις: Η εφαρμογή προστατευτικών επικαλύψεων όπως το χρώμα ή το εποξειδικό μπορεί να εμποδίσει το αλμυρό νερό να φτάσει στις μεταλλικές επιφάνειες.
* Καθοδική προστασία: Η χρήση ενός καθοδικού συστήματος προστασίας μπορεί να εφαρμόσει ένα ηλεκτρικό ρεύμα για να αντιστρέψει τη διαδικασία διάβρωσης.
Συνοπτικά, όταν ο ψευδάργυρος και ο χαλκός βρίσκονται σε αλμυρό νερό, εμφανίζεται μια γαλβανική διαδικασία διάβρωσης όπου ο ψευδάργυρος διαβρώνεται ενώ ο χαλκός παραμένει σχετικά ανεπηρέαστος. Αυτό το φαινόμενο χρησιμοποιείται σε διάφορες εφαρμογές, αλλά μπορεί επίσης να οδηγήσει σε ζημιές εάν δεν διαχειρίζεται σωστά.
