سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
خوردگی آهن سالانه خسارات هنگفتی به اقتصاد کشورها می زند. به طوری که در کشورهای صنعتی حدود 20 درصد از آهن و فولاد تولیدی برای جایگزین کردن قطعات خورده شده مصرف می شود. در اینجا به فرآیند خوردگی آهن با ذکر و توضیح واکنش های مربوطه می پردازیم تا در مطالب بعد
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

خوردگی آهن

چکیده: خوردگی آهن سالانه خسارات هنگفتی به اقتصاد کشورها می زند. به طوری که در کشورهای صنعتی حدود 20 درصد از آهن و فولاد تولیدی برای جایگزین کردن قطعات خورده شده مصرف می شود. در اینجا به فرآیند خوردگی آهن با ذکر و توضیح واکنش های مربوطه می پردازیم تا در مطالب بعد بتوانیم راه های جلوگیری از آن را بررسی کنیم.

 

اکسیژن عنصری با واکنش پذیری بالاست که می تواند هر فلزی به غیر از فلزات نجیب را به طور خودبه خودی اکسید کند. واکنش پذیری بالای اکسیژن از یک سو و تمایل طبیعی برخی فلزها مانند آهن به زنگ زدن و اکسید شدن از سوی دیگر، سبب می شود به مرور زمان فلز ترد و خرد شده و فرو بریزد.

 

  به ترد شدن و خرد شدن و فرو ریختن فلزها بر اثر اکسایش خوردگی گفته می شود.

 

نکته: فلزات نجیب فلزاتی هستند که دچار خوردگی نمی شوند و عبارتند از : طلا، پلاتین، پالادیم

به جز اکسیژن عوامی دیگری نیز می توانند باعث خوردگی فلزها شوند. برخی فلزها بر اثر مجاورت با آب یا یک محلول اسیدی دچار خوردگی می شوند.

 

نحوه ی انجام خوردگی آهن تا حدودی شبیه به سلول های الکتروشیمیایی گالوانی است، زیرا یک فرایند اکسایش- کاهش بوده که نیم واکنش اکسایش و نیم واکنش کاهش در دو بخش مختلف قطعه ی آهن رخ می دهند. پایگاه آندی محل انجام نیم واکنش اکسایش و پایگاه کاتدی محل انجام نیم واکنش کاهش خوانده می شود. پایگاه آندی جایی است که غلظت اکسیژن کم باشد و پایگاه کاتدی معمولا در نقاطی تشکیل می شود که غلظت اکسیژن زیاد باشد.

خوردگی آهن

 

هنگامی که آهن در معرض رطوبت قرار می گیرد اکسید شده و الکترون از دست می دهد.

Fe(S) ----> Fe2+(aq)+ 2e-

 

الکترون ها از میان فلز و از پایگاه آندی به سمت پایگاه کاتدی جریان می یابند. از آنجایی که فلز آهن باعث انتقال الکترون ها از پایگاه آندی به سمت پایگاه کاتدی می شود، به فلز آهن، رسانای الکترونی یا مدار درونی می گویند. در پایگاه کاتدی الکترون ها در حضور اکسیژن و آب نیم واکنش کاتدی را صورت می دهند.

O2(g) + 2H2O(L) + 4e- ----> 4OH- (aq)

 

هم زمان که الکترون ها از پایگاه آندی در داخل فلز به پایگاه کاتدی منتقل می شوند، یون های Fe2+(aq) حاصل از نیم واکنش آندی نیز در قطره ی آب جریان یافته و از پایگاه آندی به سمت پایگاه کاتدی رفته و در آنجا رسوب Fe(OH)2(s)  را به وجود می آورند.

Fe2+(aq) + 2OH-(aq) ----> Fe(OH)2(s)

 

از آنجایی که قطره ی آب باعث انتقال یون ها می شود به آن رسانای یونی یا مدار بیرونی می گویند.

نکته: بدون آب، مدار الکتریکی مربوط به زنگ زدن آهن کامل نیست و زنگ زدن روی نمی دهد.

 

رسوب Fe(OH)2 به وسیله ی اکسیژن و آب اکسایش یافته و تبدل به رسوب Fe(OH)3 می شود.

4Fe(oH)2(s) + O2(g) + 2H2O(L) ----> 4Fe(OH)3(s)

 

نهایتا Fe(OH)3 با از دست دادن آب تبدیل به آهن (III) اکسید آب پوشیده یا زنگ آهن می شود.

4Fe(OH)3(s) ----> 2(Fe2O3.3H2O)(s)


مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه و تنظیم: مهسا شاه حسینی

 

 

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین