Γιατί το αλκαλικό μέσο αναστέλλει τη σκουριά του σιδήρου;
Το Rusting είναι μια ηλεκτροχημική διαδικασία:
* Οξείδωση: Ο σίδηρος (Fe) χάνει ηλεκτρόνια και οξειδώνεται για να σχηματίσει ιόντα σιδήρου (II) (Fe2⁺). Αυτό συμβαίνει στην άνοδο.
* Μείωση: Το οξυγόνο (O₂) κερδίζει ηλεκτρόνια και αντιδρά με νερό (H₂O) για να σχηματίσει ιόντα υδροξειδίου (OH⁻). Αυτό συμβαίνει στην κάθοδο.
* Σχηματισμός σκουριάς: Τα ιόντα Fe2 ⁺ αντιδρούν με τα ιόντα ΟΗ για να σχηματίσουν ενυδατωμένο οξείδιο του σιδήρου (Fe₂o₃ • Xh₂o), το οποίο είναι κοινώς γνωστό ως σκουριά.
Πώς τα αλκαλικά μέσα παρεμβαίνουν στη σκουριά:
1. Μειωμένη διαθεσιμότητα οξυγόνου: Στα αλκαλικά διαλύματα, η συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου (OH⁻) είναι υψηλότερη. Αυτά τα ιόντα αντιδρούν με διαλυμένο οξυγόνο, μειώνοντας τη διαθεσιμότητά του για την αντίδραση μείωσης στην κάθοδο. Αυτό επιβραδύνει τη συνολική διαδικασία σκουριάς.
2. Σχηματισμός προστατευτικού στρώματος: Τα αλκαλικά διαλύματα συχνά περιέχουν ουσίες όπως ανθρακικά άλατα, διττανθρακικά ή φωσφορικά άλατα που μπορούν να αντιδράσουν με σίδηρο για να σχηματίσουν ένα λεπτό, προστατευτικό στρώμα στην επιφάνεια. Αυτό το στρώμα λειτουργεί ως εμπόδιο, εμποδίζοντας το οξυγόνο και το νερό να φτάσει στο σίδερο και να ξεκινήσει σχηματισμό σκουριάς.
3. Μετατόπιση στο pH: Η παρουσία ιόντων υδροξειδίου σε αλκαλικά διαλύματα αυξάνει το ρΗ (το καθιστά πιο βασικό). Αυτή η μετατόπιση του ρΗ μπορεί να δημιουργήσει ένα περιβάλλον που είναι δυσμενής για το σχηματισμό ιόντων σιδήρου (II), τα οποία είναι απαραίτητα για τη διαδικασία σκουριάς.
Παραδείγματα αλκαλικών μέσων που αναστέλλουν τη σκουριά:
* διάλυμα διττανθρακικού νατρίου (σόδα ψησίματος): Μια κοινή θεραπεία νοικοκυριού για την πρόληψη της σκουριάς.
* Limewater: Ένα διάλυμα υδροξειδίου του ασβεστίου, που χρησιμοποιείται σε διάφορες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της προστασίας δομών χάλυβα.
* διάλυμα υδροξειδίου αμμωνίου: Μια λύση που χρησιμοποιείται σε ορισμένες διαδικασίες προστασίας από σκουριά.
Συνοπτικά:
Τα αλκαλικά μέσα αναστέλλουν την σκουριά περιορίζοντας τη διαθεσιμότητα οξυγόνου, τη δημιουργία προστατευτικών στρωμάτων και τη μετατόπιση του ρΗ σε ένα λιγότερο ευνοϊκό περιβάλλον για τις ηλεκτροχημικές αντιδράσεις που εμπλέκονται στον σχηματισμό σκουριάς.
