Korozija protiv hrđanja
Korozija i hrđanje dva su kemijska procesa koja rezultiraju raspadanjem materijala.
korozija
Kada materijal reagira s vanjskim okruženjem, s vremenom će se njegova struktura pokvariti i raspasti u male komadiće. U konačnici, može se raspasti na atomsku razinu. Ovo je poznato kao korozija. Najčešće se to događa s metalima. Kad su izloženi vanjskom okruženju, metali će proći kroz oksidacijske reakcije s kisikom u atmosferi. Osim metala, materijali poput polimera i keramike također se mogu raspasti. Međutim, u ovom slučaju, to je poznato kao degradacija. Vanjski čimbenici koji uzrokuju koroziju metala su voda, kiseline, baze, soli, ulja i druge čvrste i tekuće kemikalije. Osim ovih, metali korodiraju kada su izloženi plinovitim materijalima poput kiselih para, plina formaldehida, plina amonijaka i plinova koji sadrže sumpor. Osnova procesa korozije je elektrokemijska reakcija. U metalu u kojem se odvija korozija odvija se katodna i anodna reakcija. Kada su metalni atomi izloženi vodi, oni predaju elektrone molekulama kisika i stvaraju pozitivne metalne ione. Ovo je anodna reakcija. Proizvedeni elektroni se troše katodnom reakcijom. Dva mjesta gdje se odvijaju katodna reakcija i anodna reakcija mogu biti blizu jedno drugom ili daleko jedno od drugog, ovisno o okolnostima. Neki materijali su otporni na koroziju, dok su neki skloni koroziji. Međutim, korozija se može spriječiti određenim metodama. Premazivanje je jedan od načina zaštite materijala od korozije. To uključuje bojanje, galvanizaciju, nanošenje emajla na površinu itd.
Rđanje
Rđanje je kemijski proces koji je uobičajen za metale koji sadrže željezo. Drugim riječima, proces korozije koji se odvija kada postoji željezo, poznat je kao hrđanje. Da bi došlo do hrđanja, moraju postojati određeni uvjeti. U prisutnosti kisika i vlage ili vode, željezo prolazi ovu reakciju i stvara niz željeznog oksida. Ovaj spoj crvenkasto-smeđe boje poznat je kao hrđa. Dakle, hrđa sadrži hidratirani željezov (III) oksid Fe2O3·nH2O i željezo (III) oksid-hidroksid (FeO(OH), Fe(OH)3). Ako hrđanje počne na jednom mjestu, s vremenom će se proširiti, a cijeli metal će se raspasti. Ne samo željezo, već i metali koji sadrže željezo (legure) također podliježu hrđanju.
Rđanje počinje prijenosom elektrona sa željeza na kisik. Atomi željeza prenose dva elektrona i tvore ione željeza (II) kako slijedi.
Fe → Fe2+ + 2 e−
Kisik stvara hidroksidne ione prihvaćanjem elektrona u prisutnosti vode.
O2 + 4 e– + 2 H2O → 4 OH –
Gore navedene reakcije se ubrzavaju u prisutnosti kiselina. Nadalje, kada postoje elektroliti poput soli, reakcija se dodatno pojačava. Hrđa sadrži ione željeza (III), pa formirani Fe2+ podliježe redoks reakciji, dajući Fe3+ kako slijedi.
4 Fe2+ + O2 → 4 Fe3+ + 2 O 2−
Fe3+ i Fe2+ podliježu sljedećim kiselo-baznim reakcijama s vodom.
Fe2+ + 2 H2O ⇌ Fe(OH)2 + 2 H+
Fe3+ + 3 H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3 H+
U konačnici, niz hidratiziranih željeznih oksida nastaje kao hrđa.
Fe(OH)2 ⇌ FeO + H2O
Fe(OH)3 ⇌ FeO(OH) + H2O
2 FeO(OH) ⇌ Fe2O3 + H2O
Koja je razlika između korozije i hrđanja?
• Rđanje je vrsta korozije.
• Kada željezo ili materijali koji sadrže željezo podliježu koroziji, to je poznato kao hrđanje.
• Rđanje proizvodi niz željeznih oksida, dok korozija može rezultirati solima ili oksidima metala.
