Παραδείγματα διάβρωσης, αντιδράσεις και επιδράσεις

Όταν τα υλικά αντιδρούν με το περιβάλλον ή το μέσο, ​​συμβαίνουν ηλεκτροχημικές και χημικές αντιδράσεις που καταστρέφουν το υλικό. Αυτό ονομάζεται διάβρωση υλικών. Τις περισσότερες φορές, ο όρος διάβρωση χρησιμοποιείται στην περίπτωση των μετάλλων. Ο σκουριασμένος σίδηρος είναι το καλύτερο παράδειγμα διάβρωσης μετάλλων. Η διάβρωση είναι ένα ανεπιθύμητο γεγονός που συμβαίνει σε μέταλλα και άλλα υλικά. Η φάση της διάβρωσης μπορεί να είναι αργή, αλλά θα επηρεάσει τον πυρήνα του μετάλλου και θα μειώσει τη σταθερότητα. Υπάρχουν διάφοροι τύποι διάβρωσης ανάλογα με τις διαφορετικές συνθήκες του υλικού. Διάβρωση διάτρησης, Ομοιόμορφη διάβρωση, Σκόνη μετάλλων, Διάβρωση υψηλής θερμοκρασίας, Μικροβιακή Διάβρωση, Γαλβανική Διάβρωση είναι ορισμένοι τύποι διαβρώσεων.

Παράδειγμα διάβρωσης

Αν παρατηρήσουμε το περιβάλλον μας, η διάβρωση είναι ένα ορατό γεγονός που υπάρχει παντού. Η διάβρωση μπορεί να εμποδίσει όλες τις καλές ιδιότητες ενός υλικού και σταδιακά θα καταστρέψει ολόκληρο το υλικό. Αντιδράσεις ανόδου, διάβρωση αργύρου, διάβρωση χαλκού, διάβρωση σιδήρου είναι μερικά παραδείγματα διάβρωσης.

Τώρα θα συζητήσουμε εν συντομία όλα αυτά τα παραδείγματα.

Διάβρωση χαλκού:

Αυτός ο τύπος διάβρωσης επηρεάζει τα πράγματα που κατασκευάζονται με χαλκό και κράματα χαλκού. Ο κύριος λόγος για τη διάβρωση του χαλκού είναι η έκθεση στον ατμοσφαιρικό αέρα. Η έκθεση θα οξειδώσει τον χαλκό. Η οξείδωση θα αμαυρώσει την επιφάνεια του χαλκού. Σταδιακά, μετά από χρόνια, η αμαύρωση που υπήρχε στην επιφάνεια θα αλλάξει χρώμα σε καφέ ή μαύρο και τελικά σε πράσινο.

Cu + H2O + CO2 + O2→ Cu(OH)2 + CuCO3

Εδώ αυτή είναι μια απλή αντίδραση αέρα ομίχλης με χαλκό. Το σχηματιζόμενο Cu(OH)2 (υδροξείδιο του χαλκού) και  CuCO3 (ανθρακικός χαλκός) είναι το πράσινο κοίτασμα που φαίνεται στην επιφάνεια των πραγμάτων που είναι κατασκευασμένα από χαλκό.

Διάβρωση σιδήρου: Η σκουριά που είναι γνωστή ως Διάβρωση του σιδήρου εμφανίζεται παρουσία υγρασίας και νερού. Η χημεία που εμπλέκεται στη διάβρωση των μετάλλων είναι δύσκολο να κατανοηθεί, γι' αυτό χρησιμοποιούμε ένα ηλεκτροχημικό φαινόμενο για να το καταλάβουμε. Η αντίδραση οξείδωσης της διάβρωσης του σιδήρου δίνεται παρακάτω:

Άνοδος:  2Fe→ 2Fe2+ + 4e-

Τα ηλεκτρόνια που εκπέμπονται κατά την αντίδραση της ανόδου κινούνται μέσα από το μέταλλο και μετακινούνται σε άλλο σημείο του μετάλλου και αυτό μειώνει το οξυγόνο παρουσία Η+. Η αντίδραση δίνεται παρακάτω για την ακόλουθη διαδικασία,

Κάθοδος:  O2+ 4H+ + 4e- → 2H2O 

Η συνολική αντίδραση δίνεται παρακάτω:

2Fe + O2 + 4H+ → 2Fe2+ + 2H2O

Διάβρωση αργύρου: Η αντίσταση του αργύρου στις διαβρώσεις είναι γνωστή. Όταν η έκθεση του αργύρου συμβαίνει στον αέρα, στην επιφάνεια του αργύρου μπορούμε να παρατηρήσουμε ένα λεπτό στρώμα θειούχου αργύρου (Ag2S). Μια χημική αντίδραση συμβαίνει όταν το θείο προσβάλλει το ασήμι. Αυτή η προσβολή θείου θα προκαλέσει μια μικρή αλλαγή χρώματος σε καφέ-μαύρο. Διακρίνονται επίσης κοιλώματα και μαύρες σχισμές. Αν και η αλλαγή χρώματος είναι ορατή, η πιθανότητα απώλειας μετάλλου είναι πολύ μικρότερη.

Τα άλατα μπορούν να καταλύσουν αυτή την αντίδραση. Υπάρχει θείο στο λάστιχο, γι' αυτό φαίνεται μια μαύρη λωρίδα σε μέταλλα που δένονται με λάστιχα.

Το γυάλισμα γίνεται για να αφαιρεθεί η μαύρη ύλη που έχει εναποτεθεί πάνω από τα ασημικά. Αλλά το γυάλισμα μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την αφαίρεση ενός λεπτού στρώματος ασημιού.

Όπως είπαμε και πριν, όταν η έκθεση του αργύρου συμβαίνει στον αέρα, στην επιφάνεια του αργύρου μπορούμε να παρατηρήσουμε ένα λεπτό στρώμα θειούχου αργύρου (Ag2S). Τώρα το σχηματιζόμενο θειούχο άργυρο (Ag2S) θα αντιδράσει με το υδρόθειο (H2S) που υπάρχει στην ατμόσφαιρα.

Εδώ είναι η αντίδραση σε αυτό:

2Ag(s) + H2S(g)  →  Ag2S(s) + H2(g)

Επιπτώσεις διαβρώσεων:

Γνωρίζουμε ότι η διάβρωση είναι ένα ανεπιθύμητο γεγονός που συμβαίνει σε μέταλλα και άλλα υλικά. Η φάση της διάβρωσης μπορεί να είναι αργή, αλλά θα επηρεάσει τον πυρήνα του μετάλλου και θα μειώσει τη σταθερότητα. Υπάρχουν πολλές σοβαρές αλλαγές που συμβαίνουν λόγω της διάβρωσης. Η φθορά ιστορικών μνημείων, η αστοχία εξοπλισμού, η φθορά των αγωγών, είναι μερικά παραδείγματα. Τα περισσότερα από αυτά συμβαίνουν λόγω της σοβαρής ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Γνωρίζουμε ότι η ατμοσφαιρική ρύπανση σε ολόκληρο τον κόσμο χειροτερεύει μέρα με τη μέρα. Σχεδόν όλα τα ανθρωπογενή μνημεία και ο εξοπλισμός επηρεάζονται από την ατμοσφαιρική ρύπανση. Όταν αυξάνεται η ατμοσφαιρική ρύπανση, αυξάνεται και ο ρυθμός διάβρωσης. Η αύξηση του ποσοστού διάβρωσης θα επηρεάσει σχεδόν όλες τις βιομηχανίες, τα συστήματα επικοινωνίας, τα μνημεία, τα πλοία, τα αυτοκίνητα, τις πύλες, τα οικιακά ηλεκτρονικά είδη, τα έπιπλα εξωτερικού χώρου και τα οικιακά εργαλεία. Η μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και η λήψη των απαραίτητων μέτρων για την πρόληψη της διάβρωσης είναι οι μόνοι τρόποι μείωσης του ρυθμού διάβρωσης.

Πρόληψη  διάβρωσης:

Η διάβρωση όπως είπαμε και προηγουμένως είναι ένα ανεπιθύμητο γεγονός που συμβαίνει σε μέταλλα και άλλα υλικά. Η πρόληψη της διάβρωσης των μετάλλων παίζει σημαντικό ρόλο στην αύξηση της διάρκειας ζωής του εξοπλισμού ή ενός αντικειμένου. Μια πολύ συνηθισμένη μέθοδος αποτροπής τέτοιας διάβρωσης είναι να αποτραπεί η επαφή της επιφάνειας του μεταλλικού αντικειμένου με την ατμόσφαιρα της γης. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί βάφοντας την επιφάνεια με χρώματα ή χημικά όπως η δισφαινόλη. Όπως αυτό, υπάρχουν διαφορετικές μέθοδοι για την αντιμετώπιση της διάβρωσης μερικές από αυτές είναι: 

1.Ζωγραφική

2.Εσμάλτωση

3.Πίσσα

4.Γαλβανισμός 

5.Ηλεκτρομετάλλευση

6. Επικασσιτεροποίηση

Συμπέρασμα 

Σε αυτό το άρθρο, συζητήσαμε τι είναι η διάβρωση, παραδείγματα διάβρωσης με πολλούς τύπους αντιδράσεων και τα αποτελέσματά τους, καθώς και μεθόδους για την πρόληψη της διάβρωσης. Όταν τα υλικά αντιδρούν με το περιβάλλον ή το μέσο, ​​ηλεκτροχημικές και χημικές αντιδράσεις καταστρέφουν το υλικό. Αυτό ονομάζεται διάβρωση υλικών. Τις περισσότερες φορές, ο όρος διάβρωση χρησιμοποιείται στην περίπτωση των μετάλλων. Η διάβρωση επηρεάζει τις επιφάνειες μεταλλικών αντικειμένων με οξείδια που υπάρχουν στην υγρασία ή το νερό. Μερικά γενικά παραδείγματα διάβρωσης είναι η σκουριά του σιδήρου, η αμαύρωση του ασημιού και η εμφάνιση πράσινου χρώματος στον χαλκό. Λόγω της διάβρωσης, πολλά κτίρια, γέφυρες και πλοία που κατασκευάζονται με σίδηρο επηρεάζονται. Υπάρχουν τόσα πολλά αποτελέσματα που συμβαίνουν λόγω της διάβρωσης. Η φθορά ιστορικών μνημείων, η αστοχία εξοπλισμού, η φθορά των αγωγών, είναι μερικά παραδείγματα. Τα περισσότερα από αυτά συμβαίνουν λόγω σοβαρής ατμοσφαιρικής ρύπανσης.