Ποιος είναι ο ρόλος του οξυγόνου στον χάλυβα διάβρωσης;
Η ηλεκτροχημική διαδικασία:
1. σχηματισμός ανόδου και καθόδου: Όταν ο χάλυβας εκτίθεται σε ένα περιβάλλον που περιέχει υγρασία και οξυγόνο, σχηματίζεται ένα ηλεκτροχημικό κύτταρο. Η επιφάνεια του χάλυβα γίνεται μια άνοδος (όπου εμφανίζεται οξείδωση) και το περιβάλλον περιβάλλον γίνεται κάθοδο (όπου συμβαίνει μείωση).
2. Οξείδωση στην άνοδο: Στην άνοδο, τα άτομα σιδήρου στον χάλυβα χάνουν ηλεκτρόνια και μετατρέπονται σε ιόντα σιδήρου (Fe2⁺):
`` `
Fe (s) → fe2⁺ (aq) + 2e⁻
`` `
3. Μείωση στην κάθοδο: Στην κάθοδο, μόρια οξυγόνου παρουσία ηλεκτρονίων κέρδους νερού και σχηματίζουν ιόντα υδροξειδίου (OH⁻):
`` `
O₂ (g) + 2h₂o (l) + 4e⁻ → 4oh⁻ (aq)
`` `
4. Τα ιόντα σιδήρου (Fe2⁺) και τα ιόντα υδροξειδίου (OH⁻) αντιδρούν για να σχηματίσουν σιδηρούχο υδροξείδιο (Fe (OH) ₂), το οποίο είναι μια πρασινωπή-λευκή ένωση. Αυτό αντιδρά περαιτέρω με οξυγόνο και νερό για να σχηματίσει υδροξείδιο σιδηρούντος (Fe (OH) ₃), επίσης γνωστό ως σκουριά, που είναι το κοκκινωπό-καφέ οξείδιο που συνήθως συσχετίζουμε με τη διάβρωση:
`` `
Fe2⁺ (aq) + 2OH⁻ (aq) → fe (oh) ₂ (s)
`` `
`` `
4FE (OH) ₂ (s) + o₂ (g) + 2H₂O (l) → 4fe (oh) ₃ (s)
`` `
Σημασία οξυγόνου:
* Αποδέκτης ηλεκτρονίων: Το οξυγόνο δρα ως ο κύριος αποδέκτης ηλεκτρονίων στη διαδικασία διάβρωσης, οδηγώντας την οξείδωση του σιδήρου. Χωρίς οξυγόνο, η αντίδραση διάβρωσης θα επιβραδύνει σημαντικά.
* Σχηματισμός σκουριάς: Το οξυγόνο εμπλέκεται άμεσα στο σχηματισμό υδροξειδίου του σιδήρου (σκουριά), το οποίο είναι το κύριο προϊόν διάβρωσης.
* υγρασία και οξυγόνο: Η παρουσία τόσο της υγρασίας όσο και του οξυγόνου είναι ζωτικής σημασίας για τη διαδικασία διάβρωσης. Το νερό λειτουργεί ως αγωγός, διευκολύνοντας τη ροή των ιόντων, ενώ το οξυγόνο παρέχει τον αποδέκτη ηλεκτρονίων που απαιτείται για την αντίδραση.
Συνοπτικά, το οξυγόνο είναι απαραίτητο για τη διάβρωση του χάλυβα επειδή δρα ως αποδέκτης ηλεκτρονίων, οδηγώντας την οξείδωση του σιδήρου και οδηγεί στο σχηματισμό σκουριάς.
