Korozija pret rūsēšanu
Korozija un rūsēšana ir divi ķīmiski procesi, kuru rezultātā notiek materiālu sadalīšanās.
Korozija
Materiālam reaģējot ar ārējo vidi, laika gaitā tā struktūra pasliktināsies un sadalīsies mazos gabaliņos. Galu galā tas var sadalīties atomu līmenī. To sauc par koroziju. Visbiežāk tas notiek ar metāliem. Ja metāli tiek pakļauti ārējai videi, tie oksidējas ar atmosfērā esošo skābekli. Izņemot metālus, var sadalīties arī tādi materiāli kā polimēri, keramika. Tomēr šajā gadījumā to sauc par degradāciju. Ārējie faktori, kas izraisa metālu koroziju, ir ūdens, skābes, bāzes, sāļi, eļļas un citas cietas un šķidras ķīmiskas vielas. Izņemot šos, metāli korozējas, pakļaujoties gāzveida materiāliem, piemēram, skābes tvaikiem, formaldehīda gāzei, amonjaka gāzei un sēru saturošām gāzēm. Korozijas procesa pamatā ir elektroķīmiskā reakcija. Metālā, kur notiek korozija, notiek katoda un anoda reakcija. Kad metāla atomi tiek pakļauti ūdens iedarbībai, tie atdod elektronus skābekļa molekulām un veido pozitīvus metāla jonus. Šī ir anodiskā reakcija. Izgatavotos elektronus patērē katoda reakcija. Divas vietas, kur notiek katoda reakcija un anodiskā reakcija, atkarībā no apstākļiem var būt tuvu viena otrai vai tālu viena no otras. Daži materiāli ir izturīgi pret koroziju, bet daži ir pakļauti korozijai. Tomēr koroziju var novērst ar noteiktām metodēm. Pārklāšana ir viena no metodēm, kā aizsargāt materiālus no korozijas. Tas ietver krāsošanu, apšuvumu, emaljas uzklāšanu uz virsmas utt.
Rūsē
Rūsēšana ir ķīmisks process, kas ir izplatīts metāliem, kas satur dzelzi. Citiem vārdiem sakot, korozijas process, kas notiek, kad ir dzelzs, ir pazīstams kā rūsēšana. Lai notiktu rūsēšana, ir jābūt noteiktiem nosacījumiem. Skābekļa un mitruma vai ūdens klātbūtnē dzelzs iziet šo reakciju un veido dzelzs oksīda sēriju. Šis sarkanbrūnās krāsas savienojums ir pazīstams kā rūsa. Tātad rūsa satur hidratētu dzelzs (III) oksīdu Fe2O3·nH2O un dzelzi. (III) oksīds-hidroksīds (FeO(OH), Fe(OH)3). Ja vienā vietā sākas rūsēšana, tā galu galā izplatīsies un viss metāls tiks sadalīts. Rūsē ne tikai dzelzs, bet arī dzelzi saturošie metāli (sakausējumi).
Rūsēšana sākas ar elektronu pāreju no dzelzs uz skābekli. Dzelzs atomi pārnes divus elektronus un veido dzelzs (II) jonus šādi.
Fe → Fe2+ + 2 e−
Skābeklis veido hidroksīda jonus, ūdens klātbūtnē pieņemot elektronus.
O2 + 4 e– + 2 H2O → 4 OH –
Iepriekš minētās reakcijas tiek paātrinātas skābju klātbūtnē. Turklāt, ja ir elektrolīti, piemēram, sāļi, reakcija tiek vēl vairāk uzlabota. Rūsa satur dzelzs (III) jonus, tāpēc izveidotajā Fe2+ notiek redoksreakcija, lai iegūtu Fe3+šādi.
4 Fe2+ + O2 → 4 Fe3+ + 2 O 2−
Fe3+ un Fe2+ veic šādas skābju bāzes reakcijas ar ūdeni.
Fe2+ + 2 H2O ⇌ Fe(OH)2 + 2 H+
Fe3+ + 3 H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3 H+
Galu galā virkne hidratētu dzelzs oksīdu veidojas kā rūsa.
Fe(OH)2 ⇌ FeO + H2O
Fe(OH)3 ⇌ FeO(OH) + H2O
2 FeO(OH) ⇌ Fe2O3 + H2O
Kāda ir atšķirība starp koroziju un rūsēšanu?
• Rūsēšana ir korozijas veids.
• Ja dzelzs vai dzelzi saturoši materiāli tiek pakļauti korozijai, to sauc par rūsēšanu.
• Rūsēšana rada virkni dzelzs oksīda, savukārt korozija var izraisīt metāla sāļus vai oksīdus.
