Sự ăn mòn kim loại

I- Sự ăn mòn kim loại

1. Định nghĩa

Sự ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của chất trong môi trường.

- Kim loại bị ăn mòn là kim loại bị oxi hóa thành ion dương, do đó sẽ mất đi tính chất vật lí, hóa học của kim loại.

- Căn cứ vào môi trường và cơ chế của sự ăn mòn kim loại, người ta phân thành hai loại chính: ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học.

2. So sánh sự ăn mòn hóa học và sự ăn mòn điện hóa học

 Phân loại Sự ăn mòn hóa học  Sự ăn mòn điện hóa học 
 Điều kiện xảy ra ăn mòn  Thường xảy ra ở những thiết bị lò đốt hoặc những thiết bị thường xuyên phải tiếp xúc với hơi nước và khí oxi - Các điện cực phải khác nhau, có thể là cặp hai kim loại khác nhau hoặc cặp kim loại - phi kim hoặc cặp kim loại - hợp chất hóa học (như Fe3C). Trong đó kim loại có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn sẽ là cực âm.
- Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn, các điện cực phải tiếp xúc với dung dịch chất điện li.
Cơ chế của sự ăn mòn   Thiết bị bằng Fe tiếp xúc với hơi nước, khí oxi thường xảy ra phản ứng:
3Fe + 4H2 Fe3O4 + 4H2
3Fe + 2O2  Fe3O4
 - Sự ăn mòn điện hóa một vật bằng gang (hợp kim Fe - C)(hoặc thép) trong môi trường không khí ẩm có hòa tan khí CO2, SO2, O2... sẽ tạo ra một lớp dung dịch điện li phủ bên ngoài kim loại.
- Tinh thế Fe (cực âm), tinh thể C là cực dương.
Ở cực dương: xảy ra phản ứng khử:
2H+ + 2e → H2 ; O2 + 2H2O + 4e → 4OH-
Ở cực âm: xảy ra phản ứng oxi hóa: 
Fe → Fe2+ + 2e
Những Fe2+ tan vào dung dịch chứa oxi → Fe3+ và cuối cùng tạo gỉ sắt có thành phần Fe2O3.nH2O
 Bản chất của sự ăn mòn  Là quá trình oxi hóa - khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường, ăn mòn xảy ra chậm  Là sự ăn mòn kim loại do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng điện.
Mòn điện hóa xảy ra nhanh hơn ăn mòn hóa học.

II- Chống ăn mòn kim loại

Có nhiều phương pháp bảo vệ kim loại chống ăn mòn. Phổ biến hơn cả là phương pháp bảo vệ bề mặt và bảo vệ điện hóa.

1. Bảo vệ bề mặt

Bảo vệ bề mặt là phủ lên bề mặt kim loại một lớp sơn, dầu mỡ, chất dẻo hoặc tráng, mạ bằng một kim loại khác. Lớp bảo vệ bề mặt kim loại bền vững với môi trường.

2. Bảo vệ điện hóa

Bảo vệ điện hóa là dùng một kim loại làm " vật hi sinh" để bảo vệ vật liệu kim loại. Ví dụ để bảo vệ vỏ tàu bằng thép, người ta gắn các lá kẽm vào phía ngoài vỏ tàu ở phần chìm trong nước biển. Phần vỏ tàu bằng thép là cực dương, các lá kẽm là cực âm.

- Ở cực âm: Zn bị oxi hóa: Zn → Zn2+ + 2e

- Ở cực dương: O2 bị khử: 2H2O + O2 + 4e → 4OH-

Kết quả là vỏ tàu biển được bảo vệ, Zn là "vật hi sinh", nó bị ăn mòn.

Thống kê thành viên

Tổng thành viên 85.857
Thành viên mới nhất trannhuy