Τι συμβαίνει όταν ο σίδηρος αντιδρά με αλμυρό νερό;
1. Ηλεκτρολύτης: Το αλμυρό νερό λειτουργεί ως ηλεκτρολύτης, που σημαίνει ότι περιέχει διαλυμένα ιόντα που μπορούν να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια.
2. Σχηματισμός ηλεκτρολυτικού κυττάρου:
* Άνοψη: Ο σίδηρος (Fe) λειτουργεί ως άνοδος, όπου συμβαίνει οξείδωση.
* Καθεάνα: Οι ακαθαρσίες στο σίδερο, όπως ο άνθρακας, δρουν ως κάθοδος, όπου συμβαίνει μείωση.
* ηλεκτρολύτης: Το αλμυρό νερό παρέχει το μέσο για την κίνηση των ιόντων.
3. Οξείδωση στην άνοδο: Τα άτομα σιδήρου χάνουν ηλεκτρόνια και σχηματίζουν ιόντα σιδήρου (II) (Fe2):
* Fe (s) → fe2⁺ (aq) + 2e⁻
4. Μείωση στην κάθοδο: Το οξυγόνο από το νερό μειώνεται, κερδίζοντας ηλεκτρόνια:
* O₂ (g) + 4H⁺ (aq) + 4e⁻ → 2h₂o (l)
5. Σχηματισμός σκουριάς: Τα ιόντα σιδήρου (II) αντιδρούν με ιόντα υδροξειδίου (OH⁻) από το νερό, σχηματίζοντας υδροξείδιο του σιδήρου (II) (Fe (OH) ₂):
* Fe2⁺ (aq) + 2OH⁻ (aq) → fe (oh) ₂ (s)
Το υδροξείδιο του σιδήρου (II) είναι ασταθές παρουσία οξυγόνου και νερού και οξειδώνεται περαιτέρω για να σχηματίσει ενυδατωμένο οξείδιο του σιδήρου (III), κοινώς γνωστό ως σκουριά (Fe₂o₃ · xh₂o).
Παράγοντες που επιταχύνουν τη σκουριά:
* Παρουσία αλατιού: Το αλάτι παρέχει περισσότερα ιόντα, αυξάνοντας την αγωγιμότητα του ηλεκτρολύτη.
* Θερμοκρασία: Οι υψηλότερες θερμοκρασίες αυξάνουν τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων.
* οξυγόνο: Το οξυγόνο είναι απαραίτητο για το σχηματισμό σκουριάς.
* οξύτητα: Οι όξινες συνθήκες (χαμηλότερα pH) επιταχύνουν τη διαδικασία διάβρωσης.
Πρόληψη της σκουριάς:
* Επικαλύψεις: Η εφαρμογή προστατευτικών επικαλύψεων όπως το χρώμα, το πετρέλαιο ή το λίπος δημιουργεί ένα φράγμα μεταξύ του σιδήρου και του περιβάλλοντος.
* Γαλβανισμός: Η επικάλυψη σιδήρου με ένα στρώμα ψευδαργύρου, το οποίο λειτουργεί ως θυσιαστική άνοδος, προστατεύει το σίδερο από τη διάβρωση.
* κράμα: Η προσθήκη άλλων μετάλλων στο σίδηρο για να σχηματίσουν κράματα, όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας, αυξάνει την αντοχή του στη διάβρωση.
