Cổng Thông Tin Đại Học, Cao Đẳng Lớn Nhất Việt Nam

Ăn mòn là gì? Các yếu tố dẫn đến sự ăn mòn cách phòng ngừa

KHOA Y DƯỢC HÀ NỘI

Thẳng tiến vào đại học chỉ với: Điểm lớp 12 Từ 6,5 Điểm thi từ 18

  • Để đảm bảo chất lượng học và dạy cũng như chất lượng đầu ra cho sinh viên, năm 2021 Khoa nhận đào tạo 200 sinh viên đối với ngành Đại Học Điều DưỡngDược tuyển sinh theo hình thức xét tuyển.
  • HOẶC NỘP HỒ SƠ TRỰC TUYẾN TẠI ĐÂY >>>  CLICK VÀO ĐÂY 

Ăn mòn là một trong những hiện tượng phổ biến nhất mà chúng ta quan sát thấy trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Chắc hẳn bạn đã nhận thấy rằng một số đồ vật làm bằng sắt được phủ một số lớp màu cam hoặc nâu đỏ vào một thời điểm nào đó. Sự hình thành của lớp này là kết quả của một quá trình hóa học được gọi là gỉ, là một dạng ăn mòn.

Ăn mòn có thể được định nghĩa là quá trình mà qua đó kim loại tinh luyện được chuyển đổi thành các hợp chất ổn định hơn như oxit kim loại, sunfua kim loại hoặc hydroxit kim loại. Quá trình gỉ sắt liên quan đến sự hình thành các oxit sắt thông qua tác dụng của độ ẩm trong khí quyển và oxy. Ăn mòn thường là một hiện tượng không mong muốn vì nó ảnh hưởng tiêu cực đến các đặc tính mong muốn của kim loại. Ví dụ, sắt được biết là có độ bền kéo và độ cứng tốt (đặc biệt là hợp kim với một số nguyên tố khác). Tuy nhiên, khi bị rỉ sét, các đồ vật bằng sắt trở nên giòn, bong tróc và không chắc chắn về mặt cấu trúc. Ăn mòn có thể được phân loại là một quá trình điện hóa vì nó thường liên quan đến các phản ứng oxy hóa khử giữa kim loại và các tác nhân khí quyển nhất định như nước, oxy, lưu huỳnh đioxit, v.v.

Nếu chúng ta nhìn vào khoa học đằng sau sự ăn mòn thì chúng ta có thể nói rằng đó là một quá trình tự phát / không thể đảo ngược, trong đó các kim loại biến thành một hợp chất hóa học ổn định nhiều như oxit, sunfua, hydroxit, v.v. Chúng ta sẽ nghiên cứu sâu hơn về khái niệm ăn mòn và hiểu các yếu tố khác nhau của nó bao gồm ý nghĩa, các loại, cách phòng ngừa và hơn thế nữa trong bài học này.

Định nghĩa ăn mòn

Ăn mòn là gì? Nó được định nghĩa là quá trình tự nhiên gây ra sự biến đổi của kim loại nguyên chất thành các chất không mong muốn khi chúng phản ứng với các chất như nước hoặc không khí. Phản ứng này gây ra hư hỏng và phân hủy kim loại bắt đầu từ phần kim loại tiếp xúc với môi trường và lan rộng ra toàn bộ khối kim loại.

Tất cả các kim loại có bị ăn mòn không?

Các kim loại được đặt ở vị trí cao hơn trong dãy phản ứng như sắt, kẽm, v.v … bị ăn mòn rất dễ dàng và các kim loại được đặt ở vị trí thấp hơn trong dãy phản ứng như vàng, bạch kim và palađi không bị ăn mòn. Lời giải thích nằm trong thực tế là sự ăn mòn liên quan đến quá trình oxy hóa các kim loại. Khi chúng ta đi xuống, xu hướng của chuỗi phản ứng bị ôxy hóa là rất thấp (thế ôxy hóa rất thấp).

Điều thú vị là nhôm không bị ăn mòn không giống như các kim loại khác mặc dù nó có phản ứng. Điều này là do nhôm đã được bao phủ bởi một lớp oxit nhôm rồi. Lớp oxit nhôm này bảo vệ nó khỏi bị ăn mòn thêm

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn

1. Cho các kim loại tiếp xúc với không khí có chứa các khí như CO 2, SO 2 , SO 3, v.v.

2. Sự tiếp xúc của kim loại với hơi ẩm, đặc biệt là nước muối (làm tăng tốc độ ăn mòn).

3. Sự hiện diện của các tạp chất như muối (ví dụ: NaCl).

4. Nhiệt độ: Nhiệt độ tăng làm tăng sự ăn mòn.

5. Bản chất của lớp oxit đầu tiên được hình thành: một số oxit như Al 2 O 3 tạo thành một lớp bảo vệ không hòa tan có thể ngăn chặn sự ăn mòn tiếp theo. Những thứ khác như rỉ sét dễ dàng vỡ vụn và để lộ phần kim loại còn lại.

6. Sự hiện diện của axit trong khí quyển: axit có thể dễ dàng đẩy nhanh quá trình ăn mòn.

Các loại ăn mòn

Một số loại ăn mòn bao gồm;

(i) Ăn mòn đường nứt

Bất cứ khi nào có sự khác biệt về nồng độ ion giữa hai khu vực cục bộ bất kỳ của kim loại, một dạng ăn mòn cục bộ được gọi là ăn mòn đường nứt có thể xảy ra. Ví dụ về các khu vực có thể xảy ra ăn mòn kẽ hở là miếng đệm, mặt dưới của vòng đệm và đầu bu lông.

Ví dụ: Tất cả các loại hợp kim nhôm và thép không gỉ đều trải qua quá trình ăn mòn đường nứt.

(ii) Vết nứt do ăn mòn do ứng suất

Ăn mòn ứng suất Cracking có thể được viết tắt là ‘SCC’ và đề cập đến sự nứt vỡ của kim loại do môi trường ăn mòn và lực kéo căng đặt lên kim loại. Nó thường xảy ra ở nhiệt độ cao.

Ví dụ: Ứng suất ăn mòn nứt thép không gỉ Austenit trong dung dịch clorua.

(iii) Ăn mòn giữa các hạt

Ăn mòn giữa các hạt xảy ra do sự hiện diện của các tạp chất trong ranh giới hạt ngăn cách hạt được hình thành trong quá trình hóa rắn của hợp kim kim loại. Nó cũng có thể xảy ra thông qua sự suy giảm hoặc làm giàu hợp kim ở các ranh giới hạt này.

Ví dụ: Hợp kim nhôm-bazơ bị ảnh hưởng bởi IGC.

(iv) Ăn mòn Galvanic

Khi tồn tại sự tiếp xúc điện giữa hai kim loại khác nhau về mặt điện hóa và ở trong môi trường điện phân thì có thể phát sinh ăn mòn điện. Nó đề cập đến sự suy thoái của một trong những kim loại này tại một mối nối hoặc tại một điểm nối. Một ví dụ điển hình của kiểu ăn mòn này là sự suy giảm xảy ra khi đồng, trong môi trường nước muối, tiếp xúc với thép.

Ví dụ:  Khi  nhôm  và  thép  cacbon  được  kết nối  và  ngâm  trong nước biển ,  nhôm  ăn mòn  nhanh hơn  và  thép  được  bảo vệ.

(iv) Ăn mòn rỗ

Ăn mòn rỗ rất khó dự đoán và do đó rất khó phát hiện. Nó được coi là một trong những loại ăn mòn nguy hiểm nhất. Nó xảy ra tại một điểm cục bộ và tiếp tục hình thành một tế bào ăn mòn được bao quanh bởi bề mặt kim loại bình thường. Khi ‘Hố’ này được hình thành, nó sẽ tiếp tục phát triển và có thể có nhiều hình dạng khác nhau. Hố từ từ xuyên qua kim loại từ bề mặt theo hướng thẳng đứng, cuối cùng dẫn đến hư hỏng cấu trúc mà nó không được kiểm soát.

Ví dụ:  Hãy xem xét  một  giọt  của  nước  trên  một  bề mặt thép,  rỗ  sẽ  khởi  tại  các  trung tâm  của  các  nước  giọt (anốt  chỗ).

(v) Ăn mòn đồng nhất

Đây được coi là dạng ăn mòn phổ biến nhất trong đó khí quyển thực hiện một cuộc tấn công lên bề mặt kim loại. Mức độ ăn mòn có thể dễ dàng nhận thấy. Loại ăn mòn này có tác động tương đối thấp đến hiệu suất của vật liệu.

Ví dụ: Một miếng kẽm và thép được ngâm trong axit sunfuric loãng thường sẽ hòa tan trên toàn bộ bề mặt của nó với tốc độ không đổi.

Ví dụ về ăn mòn và phản ứng

Dưới đây là một số ví dụ điển hình về sự ăn mòn thường thấy ở kim loại.

1. Ăn mòn đồng

Khi kim loại đồng tiếp xúc với môi trường, nó phản ứng với oxy trong không khí để tạo thành đồng (I) oxit có màu đỏ.

2Cu (s) + ½ O 2 (g) → Cu 2 O (s)

Cu 2 O tiếp tục bị oxi hóa tạo thành CuO có màu đen.

Cu 2 O (s) + ½ O 2 (g) → 2CuO (s)

CuO này phản ứng với CO 2 , SO 3 và H 2 O (có trong khí quyển tạo thành Cu 2 (OH) 2 (s) (Malachite) có màu xanh lam và Cu 4 SO 4 (OH) 6 (s) ( Brochantite) có màu xanh lục.

Đây là lý do tại sao chúng ta quan sát thấy đồng chuyển sang màu xanh lục lam.

Một ví dụ điển hình của điều này là màu sắc của tượng nữ thần tự do có lớp phủ đồng trên đó chuyển sang màu xanh lam-xanh lục.

2. Bạc

Bạc phản ứng với lưu huỳnh và các hợp chất của lưu huỳnh trong không khí tạo ra bạc sunfua (Ag 2 S) có màu đen. Bạc tiếp xúc tạo thành Ag 2 S khi nó phản ứng với H 2 S (g) trong khí quyển do quá trình công nghiệp nhất định.

2Ag (s) + H 2 S (g) → Ag 2 S (s) + H 2 + (g)

3. Ăn mòn sắt (rỉ sét)

Gỉ sắt là ví dụ thường thấy nhất xảy ra khi sắt tiếp xúc với không khí hoặc nước. Phản ứng này có thể được coi là một phản ứng điện hóa điển hình. Hãy xem xét sơ đồ dưới đây.

 

 

Ở đây kim loại sắt mất điện tử và chuyển thành Fe {aq} 2+  (có thể coi đây là vị trí cực dương). Các điện tử bị mất sẽ di chuyển sang phía bên kia nơi chúng kết hợp với ion H + . Các ion H + được giải phóng bởi H 2 O hoặc H 2 CO 3 có trong khí quyển (đây có thể được coi là vị trí cực âm).

2 O [latex] \ rightleftharpoons [/ latex] H + + OH 

2 CO 3 [latex] \ rightleftharpoons [/ latex] 2H + + CO 2

Do đó, Hydro được tạo thành do phản ứng của H + và các electron phản ứng với oxy để tạo thành H 2 O.

Cũng nên đọc: Rỉ sắt và Phòng ngừa

Phản ứng cực dương

2Fe (s) → 2Fe 2+ + 4e – [latex] \ varepsilon _ {_ {F {{e} ^ {2 +}} / Fe}} ^ {0} [/ latex] = – 0,44 V

Phản ứng catốt

[latex] {{O} _ {2 (g) \,}} + 4 {{H} ^ {+}} _ {(aq)} + 4 {{e} ^ {-}} \ overset {2} \ longrightarrow {{H} _ {^ {2}}} {{O} _ {(l)}} {{E} ^ {o}} _ {^ {{{H} ^ {+}}} / { {O} _ {2}} / {{H} _ {2}} / O \, \, \,} = 1,23V [/ latex]Phản ứng tổng thể

2Fe (s) + O 2 (g) + 4H (aq) → 2Fe 2+ (aq) + 2H 2 O (l) E ô = 1,67V

Các ion Fe 2+ được tạo thành ở cực dương phản ứng với oxy trong khí quyển, do đó bị oxy hóa thành Fe 3+ do đó tạo thành Fe 2 O 3 xuất hiện ở dạng ngậm nước là Fe 2 O 3 .xH 2 O

Fe 2+ + 3O 2 → 2Fe 2 O 3

Fe 2 O 3 + xH 2 O → Fe 2 O 3 . xH 2 O (gỉ)

Các ví dụ khác bao gồm,

  • Kẽm bị ăn mòn khi phản ứng với oxy và HCl tạo thành ZnCl 2 có màu trắng .
  • Ăn mòn thiếc tạo thành Na 2 [Sn (OH) 2 ] có màu đen .

Phòng chống ăn mòn

Ngăn ngừa sự ăn mòn là điều quan trọng hàng đầu để tránh những tổn thất lớn. Phần lớn các cấu trúc chúng tôi sử dụng được làm từ kim loại. Điều này bao gồm cầu, ô tô, máy móc, đồ gia dụng như cửa sổ, cửa ra vào, tuyến đường sắt, v.v. Một số phương pháp phổ biến để ngăn chặn sự ăn mòn bao gồm Mạ điện,  Mạ, Sơn và Bôi mỡ, Sử dụng Chất ức chế Ăn mòn, v.v.

0 0 votes
Article Rating
Theo dõi
Thông báo của
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments

Khoa Y Dược Hà Nội tuyển sinh chính quy

GIẢI TOÁN ONLINE SIÊU NHANH VÀ CHÍNH XÁC NHẤT

Bài viết mới nhất

Thi trắc nghiệm online
https://tintuctuyensinh.vn/wp-content/uploads/2021/10/Autumn-Sale-Facebook-Event-Cover-Template-1.png
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x