يحدث الصدأ منيجة لتآكل المعدن (Corrosion)، وهي عمليةٌ ٌكهروكيميائيةٌ ناتجة عن وجود فرق جهد كهربائي بين المناطق المختلفة للسطح المعدني، وتتطلب وجود قطبين هما: المصعد (الآنود) وهو قطعةٌ من المعدن تمنح الإلكترونات في تفاعل الأكسدة الحاصل، والمهبط (الكاثود) وهو قطعة المعدن التي تستقبل الإلكترونات. وبالإضافة إلى هذين القطبين فلا بدّ من توفر وسط يساعد على سريان وانتقال الإلكترونات، وهو الإلكتروليت أي السائل أو المحلول الكهربائي.
فما يحصل بشكلٍ عام عند تآكل قطعة معدنية هو أنّ الآنود يتفاعل مع الأوكسجين ويحرر الإلكترونات، ثم يقوم الإلكتروليت بتحريك هذه الإلكترونات المتحررة من الآنود باتجاه الكاثود، وينتج عن ذلك اختفاء وتحلل معدن الآنود بفعل التدفق الكهربائي، أو قد يتحوّل لكاتيونات موجبة مُشكّلًا في حالتنا هذه الصدأ.
ومن أجل تشكل الصدأ يحتاج لوجود ثلاثة عناصرَ وهي: الحديد والماء والأوكسجين، وغياب أيّ منها كافٍ لإبطال تكوّنه. أما ما يحدث عند توافر هذه العناصر معًا هو أنّ الماء والذي يعتبر ناقلًا كهربائيًّا جيدًا يتفاعل مع ثاني أُكسيد الكربون الموجود بشكلٍ طبيعيٍّ في الهواء ليشكل حمض الكربون الضعيف، والذي يعتبر ناقلًا كهربائيًّا أفضل من الماء.
ومع تشكل هذا الحمض وبدء تحلل الحديد، سوف تتفكك بعض من جزيئات الماء إلى مكوناتها الأساسية وهي الأوكسجين والهيدروجين، ثم تتفاعل ذرات الأوكسجين الحرة مع ذرات الحديد المنحلة لتشكيل أكسيد الحديد، ويرافق هذا التفاعل تحرر الإلكترونات من الآنود -وهي قطعة الحديد التي ستصدأ- إلى الكاثود والذي قد يكون قطعةً معدنيةً أخرى ذات جهدٍ كهربائيٍّ أقل من الحديد، أو قد يكون نقطةً أُخرى من قطعة الحديد ذاتها.
المراجع
arageek.com
التصانيف
العلوم العلوم البحتة فيزياء العلوم التطبيقية