Διάβρωση εναντίον Σκουριάς
Η διάβρωση και η σκουριά είναι δύο χημικές διεργασίες που έχουν ως αποτέλεσμα την αποσύνθεση των υλικών.
Διάβρωση
Όταν ένα υλικό αντιδρά με το εξωτερικό περιβάλλον, με την πάροδο του χρόνου, η δομή του θα αλλοιωθεί και θα διασπαστεί σε μικρά κομμάτια. Τελικά, μπορεί να αποσυντεθεί στο ατομικό επίπεδο. Αυτό είναι γνωστό ως διάβρωση. Συνήθως αυτό συμβαίνει στα μέταλλα. Όταν εκτίθενται στο εξωτερικό περιβάλλον, τα μέταλλα θα υποστούν αντιδράσεις οξείδωσης με το οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. Εκτός από μέταλλα, υλικά όπως πολυμερή, κεραμικά μπορούν επίσης να υποστούν αποσάθρωση. Ωστόσο, σε αυτή την περίπτωση, είναι γνωστό ως υποβάθμιση. Οι εξωτερικοί παράγοντες που προκαλούν τη διάβρωση των μετάλλων είναι το νερό, τα οξέα, οι βάσεις, τα άλατα, τα έλαια και άλλες στερεές και υγρές χημικές ουσίες. Εκτός από αυτά, τα μέταλλα διαβρώνονται όταν εκτίθενται σε αέρια υλικά όπως όξινους ατμούς, αέρια φορμαλδεΰδη, αέρια αμμωνία και αέρια που περιέχουν θείο. Η βάση της διαδικασίας διάβρωσης είναι μια ηλεκτροχημική αντίδραση. Στο μέταλλο όπου λαμβάνει χώρα η διάβρωση, λαμβάνει χώρα καθοδική και ανοδική αντίδραση. Όταν τα άτομα μετάλλων εκτίθενται στο νερό, δίνουν ηλεκτρόνια στα μόρια οξυγόνου και σχηματίζουν θετικά μεταλλικά ιόντα. Αυτή είναι η ανοδική αντίδραση. Τα παραγόμενα ηλεκτρόνια καταναλώνονται από την καθοδική αντίδραση. Τα δύο μέρη όπου λαμβάνουν χώρα η καθοδική αντίδραση και η ανοδική αντίδραση μπορεί να είναι κοντά το ένα στο άλλο ή πολύ μακριά ανάλογα με τις περιστάσεις. Ορισμένα υλικά είναι ανθεκτικά στη διάβρωση, ενώ μερικά είναι επιρρεπή στη διάβρωση. Ωστόσο, η διάβρωση μπορεί να αποτραπεί με ορισμένες μεθόδους. Η επίστρωση είναι μία από τις μεθόδους προστασίας των υλικών από τη διάβρωση. Αυτό περιλαμβάνει βαφή, επιμετάλλωση, εφαρμογή σμάλτου στην επιφάνεια κ.λπ.
Σκουριάζει
Η σκουριά είναι μια χημική διαδικασία, η οποία είναι κοινή με τα μέταλλα που περιέχουν σίδηρο. Με άλλα λόγια, η διαδικασία διάβρωσης που λαμβάνει χώρα όταν υπάρχει σίδηρος, είναι γνωστή ως σκουριά. Για να συμβεί η σκουριά θα πρέπει να υπάρχουν ορισμένες προϋποθέσεις. Παρουσία οξυγόνου και υγρασίας ή νερού, ο σίδηρος υφίσταται αυτή την αντίδραση και σχηματίζει μια σειρά από οξείδια του σιδήρου. Αυτή η ένωση κόκκινου-καφέ χρώματος είναι γνωστή ως σκουριά. Έτσι, η σκουριά περιέχει ενυδατωμένο οξείδιο σιδήρου (III) Fe2O3·nH2O και σίδηρο (III) οξείδιο-υδροξείδιο (FeO(OH), Fe(OH)3). Εάν η σκουριά ξεκινήσει από ένα σημείο, τελικά θα εξαπλωθεί και ολόκληρο το μέταλλο θα αποσυντεθεί. Όχι μόνο ο σίδηρος, αλλά και τα μέταλλα που περιέχουν σίδηρο (κράματα) υφίστανται επίσης σκουριά.
Η σκουριά αρχίζει με τη μεταφορά ηλεκτρονίων από τον σίδηρο στο οξυγόνο. Τα άτομα σιδήρου μεταφέρουν δύο ηλεκτρόνια και σχηματίζουν ιόντα σιδήρου (II) ως εξής.
Fe → Fe2+ + 2 e−
Το οξυγόνο σχηματίζει ιόντα υδροξειδίου δεχόμενος ηλεκτρόνια παρουσία νερού.
O2 + 4 e– + 2 H2O → 4 OH –
Οι παραπάνω αντιδράσεις επιταχύνονται παρουσία οξέων. Περαιτέρω, όταν υπάρχουν ηλεκτρολύτες όπως άλατα, η αντίδραση ενισχύεται περαιτέρω. Η σκουριά περιέχει ιόντα σιδήρου (III), επομένως το σχηματιζόμενο Fe2+ υφίσταται αντίδραση οξειδοαναγωγής, για να δώσει Fe3+ ως εξής.
4 Fe2+ + O2 → 4 Fe3+ + 2 O 2−
Fe3+ και Fe2+υποβάλλονται στις ακόλουθες αντιδράσεις όξινης βάσης με νερό.
Fe2+ + 2 H2O ⇌ Fe(OH)2 + 2 Η+
Fe3+ + 3 H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3 Η+
Τελικά, μια σειρά από ενυδατωμένα οξείδια σιδήρου σχηματίζεται ως σκουριά.
Fe(OH)2 ⇌ FeO + H2O
Fe(OH)3 ⇌ FeO(OH) + H2O
2 FeO(OH) ⇌ Fe2O3 + H2O
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της διάβρωσης και της σκουριάς;
• Η σκουριά είναι ένας τύπος διάβρωσης.
• Όταν ο σίδηρος ή τα υλικά που περιέχουν σίδηρο υφίστανται διάβρωση, είναι γνωστό ως σκουριά.
• Η σκουριά παράγει μια σειρά από οξείδια του σιδήρου, ενώ η διάβρωση μπορεί να οδηγήσει σε άλατα ή οξείδια του μετάλλου.
