صدأ الحديد (التآكل)
- هناك الكثير من تفاعلات الأكسدة تحدث فى حياتنا اليومية وهى تفاعلات غير مرغوب فيها لما تسببه من مخاطر صحية وخسائر كبيرة بالأفراد أو بالمجتمع وتضر كثيراً بالاقتصاد الوطني.
- من أهم وأوضح هذه التفاعلات تأكسد المعادن (التآكل) وأخطرها تآكل الحديد (الصدأ).
- تعود أكثر أنواع التآكل إلى فعل الوسط الذي يوجد فيه المعدن سواء كان هذا الوسط هواءً جافاً أو رطباً أو وسطاً مائياً أو التربة.
- إن توفر أى منظومة تؤلف خلية كهروكيميائية ويمثل الحديد فيها دور الأنود (المصعد) ستؤدى إلى التآكل ، وهذة الخلية قد تكون غير مألوفة وتوجد عادة فى البيئة وقد تتكون هذة الخلية من معدن (أو كربون) يمكن أن يشكل كاثوداً (مهبطاً) بالنسبة للحديد الذي هو الأنود (المصعد) ، ويمكن أن يكون هذا الكاثود (المهبط) الطرف الآخر من قضيب الحديد ذاته. فمثلاً المسمار الذي يتعرض للإجهاد من طرفيه يؤلف خلية كهروكيميائية.
- يمثل أى ألكتروليت يوجد في تماس مع الحديد (مثل المياة المالحة) طريقاً مناسباً لأنتقال الأيونات من قطب لآخر ، وهذا هو حال تماس الحديد مع الماء أو الرطوبة أو أي سطح رطب كالتربة أو الخسب.
- كيميائياً يعزي تآكل الحديد نتيجة تأكسده إلى +Fe2 بواسطة:
(1) أيون الهيدروجين
وفقاً للمعادلات الآتية:
إذا كان تركيز الهيدروجين +H عالياً انطلقت فقاعات غاز الهيدروجين.
(2) الماء
الأكسجين المنحل من الماء يعمل كعامل مؤكسد على أكسدة +Fe2 إلى أكسيد الحديد المائي (الصدأ) وتكون صيغته Fe2O3.nH2O
ولحماية الحديد من التآكل يطلي بطبقة من الزنك ويدعي في هذة الحالة بالحديد المجلفن حيث تعمل هذة الطبقة على حماية الحديد من التآكل كونها أكثر فاعلية منه.
على العكس من ذلك فأن طلاء الحديد بمعدن أقل فاعلية منه كالفضة أو النحاس أو القصدير يؤدي إلى تآكل الحديد بسرعة إذا خدشت طبقة الطلاء.
- بشكل عام فإن كثيراً من المعادن عند بداية التآكل تشكل طبقة رقيقة من الأكسيد ملتصقة بسطح المعدن ، الأمر الذي يمنع استمرار عملية التآكل وهذا هو الحال فى حال الألومونيوم والكوبلت والكروم والنيكل.
- وكذلك يكون اكتساب بعض المعادن صفة عدم التأثر Passivity وهي طلاؤها بطبقة من أكسيد الحديد سماكتها جزئ واحد على السطح أو امتزاز ثاني أكسيد النيتروجين على سطح المعدن.
- ومع الأسف فإن هذة الميزة المكتيبة تزول بسهولة عند تلامس الحديد الذي اكتسب هذة الصفة مع قطعة حديد عادية.