حفاظت کاتدی
چکیده:
برای جلوگیری از خوردگی فلزها به ویژه آهن روش های گوناگونی وجود دارد . رنگ کردن در و پنجره های آهنی و بدنه ی خودرو ، قیراندود کردن سطح لوله های نفتی و روکش دادن به ظروف فلزی، همگی روش هایی هستند که در آنها از طریق ایجاد یک پوشش محافظ اکسیژن ، آب و یون ها را از فلز دور می کنند. یکی از مهم ترین و پرکاربردترین روش های محافظت فلزها حفاظت کاتدی است که در این جا به بررسی این روش می پردازیم.
شرح درس:
اگر دو فلز در تماس با هم، در معرض هوا و رطوبت (در یک محیط الکترولیت) قرار بگیرند، بین آنها یک سلول گالوانی به وجود می آید . فلزی که E° بزرگتری دارد در نقش کاتد قرار گرفته و سالم باقی می ماند اما فلزی که E° کوچکتری دارد، در نقش آند، با اکسایش یافتن دچار خوردگی می شود.
حفاظت کاتدی در واقع عملی است که طی آن فلز مورد نظر را که قرار است دچار خوردگی نشود، در مجاورت فلز دیگری که E° آن کوچکتر است قرار می دهند. در این صورت اگر سلول الکتروشیمیایی بین این دو فلز تشکیل شود، فلز اصلی در نقش کاتد سالم باقی می ماند و فلز محافظ در نقش آند اکسید می گردد.
برای حفاظت کاتدی آهن، آن را در مجاورت یک فلز فعال تر(فلزی که E° کوچکتری از آهن داشته باشد) مانند Mg یا Znقرار می دهند.
در حفاظت کاتدی آهن به وسیله ی فلز منیزیم، نیم واکنش آندی به صورت Mg(s) ----> Mg2+(aq) + 2e- انجام می گیرد.
الکترون های حاصل از این نیم واکنش به سطح آهن که نقش کاتد را دارد منتقل می شوند و در آنجا با حضور اکسیژن و آب نیم واکنش کاتدی را به صورت O2(g) + 2H2O(L) + 4e- ----> 4OH-(aq) رقم می زنند.
توجه: کاتد الزاما خودش کاهش نمی یابد بلکه می تواند پایگاهی باشد که در سطح آن عمل کاهش صورت می گیرد. در حفاظت کاتدی آهن به وسیله فلز منیزیم، فلز آهن نقش کاتد را داشته اما احیا نمی شود.
