Korozija proti rjavenju
Korozija in rjavenje sta dva kemična procesa, ki povzročita razpadanje materialov.
Korozija
Ko material reagira z zunanjim okoljem, se sčasoma njegova struktura poslabša in razpade na majhne koščke. Končno lahko razpade na atomsko raven. To je znano kot korozija. Najpogosteje se to zgodi s kovinami. Ko so kovine izpostavljene zunanjemu okolju, bodo podvržene oksidacijskim reakcijam s kisikom v ozračju. Razen kovin lahko razpadejo tudi materiali, kot so polimeri in keramika. Vendar je v tem primeru znano kot degradacija. Zunanji dejavniki, ki povzročajo korozijo kovin, so voda, kisline, baze, soli, olja ter druge trdne in tekoče kemikalije. Razen teh, kovine korodirajo, če so izpostavljene plinastim materialom, kot so kisli hlapi, plin formaldehid, plin amoniak in plini, ki vsebujejo žveplo. Osnova korozijskega procesa je elektrokemijska reakcija. V kovini, kjer poteka korozija, potekata katodna in anodna reakcija. Ko so kovinski atomi izpostavljeni vodi, oddajo elektrone molekulam kisika in tvorijo pozitivne kovinske ione. To je anodna reakcija. Proizvedene elektrone porabi katodna reakcija. Dve mesti, kjer potekata katodna in anodna reakcija, sta lahko blizu drug drugemu ali daleč narazen, odvisno od okoliščin. Nekateri materiali so odporni proti koroziji, nekateri pa so nagnjeni k koroziji. Vendar je korozijo mogoče preprečiti z določenimi metodami. Premaz je eden od načinov zaščite materialov pred korozijo. To vključuje barvanje, galvanizacijo, nanašanje emajla na površino itd.
Rjavenje
Rjavenje je kemični proces, ki je pogost pri kovinah, ki vsebujejo železo. Z drugimi besedami, proces korozije, ki poteka, ko je železo, je znan kot rjavenje. Da pride do rjavenja, morajo obstajati določeni pogoji. V prisotnosti kisika in vlage ali vode je železo podvrženo tej reakciji in tvori vrsto železovega oksida. Ta spojina rdečkasto rjave barve je znana kot rja. Torej rja vsebuje hidratiran železov (III) oksid Fe2O3·nH2O in železo (III) oksid-hidroksid (FeO(OH), Fe(OH)3). Če se rjavenje začne na enem mestu, se bo sčasoma razširilo in cela kovina bo razpadla. Ne le železo, tudi kovine, ki vsebujejo železo (zlitine), so podvržene rjavenju.
Rjavenje se začne s prenosom elektronov z železa na kisik. Atomi železa prenesejo dva elektrona in tvorijo železove (II) ione, kot sledi.
Fe → Fe2+ + 2 e−
Kisik tvori hidroksidne ione s sprejemanjem elektronov v prisotnosti vode.
O2 + 4 e– + 2 H2O → 4 OH –
Zgornje reakcije se pospešijo v prisotnosti kislin. Nadalje, ko so prisotni elektroliti, kot so soli, se reakcija še okrepi. Rja vsebuje ione železa (III), zato je nastali Fe2+ podvržen redoks reakciji, da dobimo Fe3+, kot sledi.
4 Fe2+ + O2 → 4 Fe3+ + 2 O 2−
Fe3+ in Fe2+ podvržena naslednjim kislinsko bazičnim reakcijam z vodo.
Fe2+ + 2 H2O ⇌ Fe(OH)2 + 2 H+
Fe3+ + 3 H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3 H+
Na koncu nastane niz hidriranih železovih oksidov kot rja.
Fe(OH)2 ⇌ FeO + H22O
Fe(OH)3 ⇌ FeO(OH) + H2O
2 FeO(OH) ⇌ Fe2O3 + H2O
Kakšna je razlika med korozijo in rjavenjem?
• Rja je vrsta korozije.
• Ko je železo ali materiali, ki vsebujejo železo, podvrženi koroziji, je to znano kot rjavenje.
• Rja proizvaja vrsto železovega oksida, medtem ko lahko zaradi korozije nastanejo soli ali oksidi kovine.
