Ăn mòn hóa học là gì?

Câu hỏi: Ăn mòn hóa học là gì?

Trả lời:

– Ăn mòn hóa học là một dạng của ăn mòn kim loại hoặc hợp kim dưới tác dụng của các yếu tố trong môi trường xung quanh. Ăn mòn hóa học xảy ra do sự phản ứng của kim loại với hơi nước hoặc chất khí ở nền nhiệt độ cao hoặc theo khoa học thì sẽ là quá trình oxy hóa khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất ở trong môi trường.

– Ăn mòn hóa học thông thường sẽ xảy ra ở các chi tiết kim loại của máy móc hay các thiết bị thường xuyên phải tiếp xúc với hóa chất, hơi nước ở nhiệt độ cao hay khí oxy.

Tìm hiểu thêm về ăn mòn hóa học cùng THPT Đông Thụy Anh nhé!

1. Điều kiện để xảy ra ăn mòn điện hóa

– Các điện cực phải khác nhau. Ví dụ như Fe và Cu. Kim loại mạnh là cực âm và bị ăn mòn nhanh chóng

– Các điện cực phải tiếp xúc với nhau (có thể trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn) và cùng tiếp xúc với môi trường điện ly

2. Ví dụ về ăn mòn hóa học

– Để nhận biết một vật bị ăn mòn hóa học bạn hãy tìm hiểu thông qua ví dụ sau: Thanh sắt ngâm trong nước, sau một thời gian mang ra sẽ bị rỉ sét.

– Giải thích cho quá trình ăn mòn hóa học: Thanh sắt sau khi tiếp xúc với oxi và độ ẩm trong một khoảng thời gian dài sẽ tạo thành một hợp chất mới đó là Oxit sắt (rỉ sắt). Chất xúc tác tạo nên sự ăn mòn đó là nước.

– Nhìn thì bạn có thể thấy sắt có cấu trúc rắn chắc, tuy nhiên các phan tử nước vẫn có thể xâm nhập vào các lỗ nhỏ hay vết nứt của kim loại. Sự kết hợp của hidro trong nước với các nguyên tố khác sẽ tạo thành axit, từ đó làm cho sắt bị phơi ra nhiều và ăn mòn sắt.

– Nếu thanh sắt này ở trong môi trường nước biển thì quá trình ăn mòn này xảy ra còn nhanh hơn. Với quá trình ăn mòn trên thì sắt sẽ bị yếu đi về cấu trúc và làm cho sắt trở nên giòn và xốp.

3. So sánh giữa ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học

Phân loại	Ăn mòn hóa học	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 + 4H2O  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. – Ăn mòn điện hóa xảy ra nhanh hơn ăn mòn hóa học.

4. Cách bảo vệ kim loại chống lại sự ăn mòn của hóa chất.

a) Cách li kim loại với môi trường

Dùng những chất bền với môi trường phủ lên bề mặt kim loại. Đó là:

– Các loại sơn chống gỉ, vecni, dầu mỡ, tráng men, phủ hợp chất polime hữu cơ

– Mạ một số kim loại bền như crom, niken, đồng, kẽm, thiếc lên bề mặt kim loại cần bảo vệ.

– Phương pháp bọc lót FRP, bọc lót cao su và bọc lót bằng hỗn hợp Faolit là những biện pháp đang được sử dụng nhiều nhất vì có độ chống ăn mòn cao, dễ thi công, giá thành rẻ đem lại hiệu quả kinh tế lớn. Trong ngành sản xuất hóa chất, ngành phân bón thì 98% các công trình chống ăn mòn là sử dụng các phương pháp này.

b) Dùng hợp kim chống gỉ (hợp kim inox)

Chế tạo những hợp kim không gỉ trong môi trường không khí, môi trường hóa chất. Những hợp kim không gỉ thường đắt tiền, vì vậy sử dụng chúng còn hạn chế.

c) Dùng chất chống ăn mòn (chất kìm hãm).

Chất chống ăn mòn làm bề mặt kim loại trở nên thụ động (trơ) đối với môi trường ăn mòn. Ngày nay người ta đã chế tạo được hàng trăm chất chống ăn mòn khác nhau, chúng được dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hóa chất.

Tác giả: Trường THPT Đông Thụy Anh

Chuyên mục: Giáo Dục