مسبب الصدأ

يدل مفهوم الصدأ تحديداً إلى أكاسيد الحديد أو سبائكه كالفولاذ، والذي يتشكل بلونه الأحمر الشائع عند تفاعل الأكسجين مع الحديد بوجود الماء، كما قد يظهر بعدة ألوان أخرى كالبني، والأصفر، والبرتقالي، والأخضر أيضاً، ولا يحدث صدأ الحديد في الهواء الجاف على الرغم من أنّه يتكون من 20% تقريباً من الأكسجين، بل يتطلب وجود الهواء الرطب لإتمام ذلك.

تعتبر عملية تكوّن الصدأ مثالاً على التآكل الذي يكوّن عمليةً كهروكيميائية تتكون من مصعد anode، وهو قطعة معدنية سهلة التخلي عن إلكتروناتها، ومهبط Cathode وهو قطعة من المعدن تستقبل الإلكترونات بسهولة، بالإضافة إلى الإلكتروليت، والذي يشكل السائل المُساعد على تحريك الإلكترونات، فعندما يتآكل المعدن يساعد الإلكتروليت على تزويد المصعد بالأكسجين، والذي يتفاعل معه مُطلقاً الإلكترونات التي تنتقل خلال الإلكتروليت لتصل إلى المهبط، مما يؤدي إلى تحلل واختفاء المعدن المكوَن للمصعد من خلال التدفق الكهربائي، أو تحويله إلى أيونات موجبة cations معدنية على صورة الصدأ.

في تشكل صدأ الحديد يتفاعل الماء (الذي يشكّل إلكرتوليتاً جيداً) مع ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء لتكوين حمض الكربونيك carbonic acid الضعيف، والذي يعدّ إلكتروليتاً أفضل، وعند تحلل الحديد، وتكوّن الحمض يتحلل بعض الماء إلى مكوناته الأساسية وهي الأكسجين والهيدروجين، فيرتبط الأكسجين الحر مع الحديد لتشكيل أكسيد الحديد في عملية تحرر الإلكترونات من المصعد المكوّن من الحديد، والتي تنتقل إلى المهبط الذي قد يكون معدناً آخر أقل تفاعلاً كهربائياً، أو نقطةً أخرى توجد على نفس قطعة الحديد، وتعدّ المركبات الكيميائية التي تحتوي عليها السوائل المختلفة كالمطر الحمضي، ومياه البحر محاليل إلكتروليتية أفضل من الماء النقي، حيث يساهم وجودها في تسريع تكوّن صدأ الحديد، أو الأشكال الأخرى من التأكل للمعادن المختلفة،

وتتمثل التفاعلات الكهروكيميائية المكوّنة للصدأ في ما يأتي:

• أكسدة الحديد في محلول مائي، والذي يتمثل في المعادلة: (-2Fe→ 2Fe2+ + 4e).
• اختزال المهبط للأكسجين المُذاب في الماء كما في المعادلة: (-O2 + 2H2O + 4e - → 4OH).
• تفاعل أيونات الحديد والهيدروكسيد لتكوين هيدروكسيد الحديد كما في المعادلة: (2Fe2+ + 4OH- → 2Fe(OH)2).
• تفاعل أكسيد الحديد مع الأكسجين لتكوين الصدأ ذو اللون الأحمر (Fe2O3.H2O).

المراجع

mawdoo3.com

التصانيف

بيئة  العلوم البحتة  العلوم   مسبب الصدأ   الصدأ