금속을 바람직하지 않은 화합물 (일반적으로 산화물)으로 천천히 전환하는 과정 또는 대기 중에 유해한 가스와 수분이있는 경우 금속의 분해 과정을 부식이라고합니다.” 철의 녹이는 부식의 주요 예입니다. 우리는 부식 메커니즘을 이해하려고 노력할 것입니다. 화학적으로, 녹은 산화 제 2 철 (Fe2O3 XH2O)이다. 수분, CO2 및 O2로 인해 발생합니다.
녹음은 진공 또는 건조 공기로 형성되지 않습니다. 녹은 긁힘으로 제거 할 수있는 갈색 색의 물질입니다. 녹슬고 과정을 설명하기 위해 전기 화학 이론이 가장 적합합니다.
전기 화학적 이론 :
철 물체의 명확한 장소에서 녹슬고 과정이 이루어지고 그 장소는 양극으로 작동합니다.
양극에서 :
2fe ———> 2fe2 + + 4e -
efe/fe² =0.44 v.
양극에 의해 방출되는 전자는 다른 장소 (음극)로 이동하고 H+ 이온의 존재 하에서 산소를 감소시킨다. 이 H+ 이온은 물에 Co₂의 용해에 의해 형성된 H2CO3의 이온화에 의해 얻어진다.
음극에서 :
O2 (aq) + 4H + 4E - → 2H₂O
e =1.23 v.
양극 및 음극 반응을 결합하여 세포 반응을 완료합니다
2 Fe (S) + O2 (g) + 4H (AQ) → 2FE2 + + h₂O
E =0.44 V + 1.23 V =1.67 V.
따라서 1.67 V의 잠재력이 확립되고 프로세스는 지속적으로 이루어집니다.
양극에 형성된 Fe2+ 이온은 OH 이온과 반응하고 Fe (OH) 2 (들)를 형성한다. 이 철 (II) 대기의 산소에 의한 수산화수소에 의한 수분이있는 철 (III) 산화물을 형성한다.
2fe (OH)) + 1 \ 2 o₂ + h₂o -> fe₂o3.xh₂o.
이 수화 된 2 철 (녹)은 금속 표면에 달라 붙지 않으며 표면에서 붉은 갈색 분말로 나옵니다. 이제 표면 아래에 존재하는 철 원자가 대기와 접촉하여 철분이 녹이 파괴되는 과정을 반복합니다.
해수에서는 해수에 존재하는 소금이 금속 표면에 존재하는 전해질 용액의 전도도를 증가시키기 때문에 부식 과정이 상승합니다.
부식에 영향을 미치는 요인
- 금속의 특성 : 금속의 반응성이 높을수록 부식 경향이 높아집니다. 전기 화학 시리즈에서 금속의 위치가 높을수록 반응성이 높아서 부식 경향이 높아집니다.
- 불순물의 존재 : 불순물로 인해 작은 부식 세포가 만들어지고 부식이 신속하게 발생합니다. 불순한 이온의 부식 속도는 순수한 이온보다 빠릅니다.
- 대기의 본질 : 수분, 염분 또는 Co₂, So₂ 등과 같은 가스가 대기의 불순물로 존재한다면, 이러한 불순물이 전해질로 작용하고 세포 반응 속도를 높이는 데 도움이되기 때문에 부식 속도가 증가합니다.
- 금속의 왜곡 : 매끄럽고 평면 표면의 금속 부식은 거친 금속보다 적습니다. 금속의 접힌 위치에서 분자 또는 원자가 변형이기 때문입니다.
- 전해질의 존재 : 금속이있는 전해질과 같은 산, 염기 또는 염을 함유하는 물의 존재로 인해 부식 속도가 증가합니다. 금속의 부식은 또한 pH에 의존한다. 알칼리성 매체에서 부식 속도는 느리고 산성 매체에서는 빠릅니다.
부식 예방 :-
부식으로부터 금속을 보호하기위한 몇 가지 방법이 있습니다 (또는 녹슬로부터 철). 위에서 몇 가지 중요한 방법에 대해 설명합니다.
- 장벽 보호 : 그것은 철 입자와 대기 및 수분의 가스 사이의 장벽으로 작용하는 필름이 도입되는 방법입니다. (i) 금속의 표면을 칠함으로써 수행 할 수 있습니다. (ii) 표면 금속을 얇은 오일 또는 그리스 층으로 코팅 (iii) 전기 도금 철.
- 희생 보호 : 이 보호 방법에서, 철은 철보다 대기를 향해 더 활성화되는 얇은 금속 층으로 코팅됩니다. 이것은 철 표면에서 전자의 손실을 방지합니다. 철을 선호하여 전자를 잃는 활성 금속은 금속이 이온 상태로 이동합니다. 금속의 외부 층은 일정 기간이 지나면 파괴되지만 현재 내부 금속은 보호되며 보호를 희생 보호라고합니다.
아연 도금 공정에서 아연 금속은 일반적으로 금속을 보호하는 데 사용됩니다. 아연 도금 철분은 기본 아연 탄산염 Zno, Zn (OH) 2의 보이지 않는 보호 층의 코팅으로 인해 광택을 유지합니다.
그러나, 철에 코팅 된 보호 아연 필름에서 약간의 파괴가 발생하면, 그 상황에서도 철은 녹슬지 않을 것입니다. 이것은 흠집으로 인해 아연과 철 모두 산화에 노출되지만 아연 산화가 먼저 산화 된 후에 만 산화 된 후에 만 산화됩니다.
주석 도금의 경우, 필름은 손상되지 않을 때까지 녹으로부터 보호합니다. 코팅 표면에서 흠집이 발생하면 두 금속 모두 산소에 노출됩니다. 이 경우, 주석의 감소 가능성이 철의 감소보다 많기 때문에 철분이 먼저 산화되고 녹슬 었습니다.
Zn, Al 및 MG 분말은 페인트와 혼합되어 보호 층으로 사용됩니다.
- 전기 보호 또는 음극 보호 : 이 방법은 지하수 파이프와 같이 물과 직접 접촉하는 철 기사의 보호에 유용합니다. 철 기사는 Zn 또는 Mg와 같은 철보다 더 활성 금속과 직접 연결됩니다. 우리가 선택한 활성 금속은 철보다 감소 전위가 낮습니다. 따라서 활성 금속은 바람방보다 전자 (산화)를 잃어 버려서 철이 녹슬지 않도록 보호됩니다.
- 방지 솔루션 사용 : 방지 방지에 일반적으로 사용되는 솔루션은 알칼리성 포스파타제 및 알칼리성 크로메이트 용액입니다.
철 물품은 강하게 알칼리성 및 끓는 용액의 인산 나트륨 (NA3PO4)에 담그고, 철제 포스페이트의 보호 층이 철에 형성된다.
.이 층은 철 기사가 녹슬지 않도록 보호합니다. 용액의 알칼리성 특성으로 인해 H 이온을 사용할 수 없습니다. 따라서 H+ 이온이없는 경우 Fe+로의 Fe의 산화는 발생할 수 없습니다.
결론 :-
부식은 우리의 일상 생활에서 매우 일반적이지만, 이제는이 화학 반응 (매우 작은 전류)의 결과로 부식 전류가 존재한다는 것을 알고 있습니다. 세련된 금속을 산화물, 수산화물 또는 황화물과 같은 안정적인 화학 상태로 바꾸는 자연 과정입니다. 그것은 환경과의 화학 및 전기 화학적 상호 작용으로 인한 재료 (종종 금속)의 느린 저하입니다. 그것은 강도, 외관 및 내구성을 줄임으로써 재료를 부식시키고 악화시킵니다. Rusting은 금속의 악화 과정 인 부식의 예일 뿐이며, 금속의 품질과 수명을 향상시키기 위해 취할 수있는 예방 단계 중 일부도 조사되었습니다. 자연 부식은 금속과 비금속에 발생하며 표면에 건조하고 벗겨진 층을 만들어 분해합니다. 이런 종류의 일상 생활에서 사용하는 많은 다른 금속과 합금이 있습니다.
