Ăn mòn điện hóa là hiện tượng hai kim loại hoặc hợp kim bị phá hủy khi để ở ngoài không khí ẩm hoặc nhúng vào dung dịch axit, muối, nước không nguyên chất. Để hiểu rõ hơn về hiện tượng ăn mòn điện hóa, các bạn hãy cùng chúng tôi theo dõi nội dung bài viết dưới đây nhé.
Ăn mòn điện hóa là gì?
Ăn mòn điện hóa học là hiện tượng kim loại bị phá hủy khi có sự tiếp xúc giữa hợp kim và các dung dịch chất điện li để tạo nên dòng điện. Về bản chất, ăn mòn điện hóa là quá trình oxy hóa khử, xảy ra do dung dịch chất điện li tác động với kim loại và gây nên dòng electron di chuyển từ cực âm sang cực dương. Kết quả của quá trình này là kim loại bị ăn mòn.
Ăn mòn điện hóa là gì?
Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hóa
Ăn mòn điện hóa kim loại chỉ xảy ra khi có đầy đủ các yếu tố sau:
- Các điện cực phải khác nhau về mặt bản chất, tức là có 2 cặp kim loại khác nhau hoặc cặp phi kim với kim loại.
- Các điện cực cần phải có sự tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau thông qua dây dẫn.
- Điều kiện cuối cùng để xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa kim loại là các điện cực phải cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li.
Nếu thiếu một trong 3 yếu tố trên, hiện tượng này sẽ không thể xảy ra.
Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hóa
Một số trường hợp ăn mòn điện hóa thường gặp
Trong cuộc sống hàng ngày, ăn mòn điện hóa thường xảy ra ở một số trường hợp như sau:
- Kim loại với kim loại (Sắt – Đồng): Kim loại mạnh bị ăn mòn (cực anot bị oxi hóa) và kim loại yếu sẽ được bảo vệ.
- Kim loại với phi kim (Sắt – Thép cacbon).
- Kim loại đẩy kim loại ra khỏi muối: Sắt tác dụng dung dịch đồng sunfat
- Kim loại với dung dịch axit và muối của kim loại đứng sau.
Trường hợp ăn mòn điện hóa thường gặp
Sự khác biệt giữa ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học
Trong điều kiện tự nhiên, hiện tượng ăn mòn điện hóa xảy ra một cách rất phức tạp và các vật dụng có thể cùng lúc vừa bị ăn mòn điện hóa, vừa bị ăn mòn hóa học. Để phân biệt được hai hiện tượng này, các bạn hãy cùng chúng tôi tham khảo nội dung dưới đây.
Phân loại
Ăn mòn điện hóa
Ăn mòn hóa học
Điều kiện xảy ra
Các điện cực phải khác nhau về bản chấ, có thể là cặp hai kim loại khác nhau hoặc cặp kim loại với phi kim hoặc cặp kim loại với hợp chất hóa học. Trong đó kim loại có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn sẽ đóng vai trò là cực âm..
– Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn và cùng tiếp xúc với một loại dung dịch chất điện li.
Chủ yếu xảy ra ở các lò đốt hoặc những thiết bị thường xuyên phải tiếp xúc với hơi nước và khí O2
Cơ chế ăn mòn
– Sự ăn mòn điện hóa một vật bằng gang là hợp kim của sắt với cacbon hoặc thép trong không khí ẩm có hòa tan khí cacbonic, lưu huỳnh dioxit, oxy,…sẽ tạo ra một lớp phủ bên ngoài kim loại.
– Tinh thế sắt sẽ ở cực âm và tinh thể cacbon ở cực dương.
– Ở cực dương sẽ xảy ra phản ứng khử:
2H+ + 2e → H2
O2 + 2H2O + 4e → 4OH-
– Ở cực âm sẽ xảy ra phản ứng oxi hóa:
Fe → Fe2+ + 2e
Fe2+ sau khi tan vào dung dịch có chứa oxi sẽ chuyển thành Fe3+ và cuối cùng tạo thành gỉ sắt có thành phần Fe2O3.nH2O
Thiết bị bằng sắt tiếp xúc với hơi nước, oxi sẽ xảy ra phản ứng:
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2↑
3Fe + 2O2 → Fe3O4
Bản chất của quá trình ăn mòn
Là sự ăn mòn kim loại do tác dụng của dung dịch chất điện li với kim loại để tạo nên dòng điện.
So với ăn mòn hóa học, ăn mòn điện hóa xảy ra nhanh.
Là quá trình oxi hóa – khử mà trong đó, các electron của kim loại di chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.
Ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học
Giải pháp khắc phục hiện tượng ăn mòn điện hóa
Để bảo vệ các vật dụng, thiết bị trước sự ăn mòn điện hóa, bạn có thể áp dụng một trong những biện pháp như sau:
1. Sử dụng phương pháp bảo vệ bề mặt
Đây là phương pháp được sử dụng nhiều để chống ăn mòn điện hóa vì cách thực hiện khá đơn giản. Bạn chỉ cần phủ lên bề mặt của kim loại một lớp sơn, chất dẻo hoặc dầu mỡ và thường xuyên lau chùi nó bằng khăn khô để vật dụng luôn khô ráo. Ngoài ra, bạn tuyệt đối không được để vật dụng ở những nơi ẩm ướt, thay vào đó là chọn những nơi khô ráo và thoáng mát để cất giữ.
2. Sử dụng kim loại hoạt động mạnh hơn làm vật hy sinh
Đây là phương pháp chống ăn mòn điện hóa hiệu quả, sử dụng kim loại hoạt động mạnh hơn làm vật hy sinh vì nó sẽ bị ăn mòn trước.
Một ví dụ điển hình nhất của phương pháp này chính là dùng kẽm để bảo vệ thân tàu biển. Thân tàu biển được làm bằng gang thép, mà gang thép lại là hợp kim của sắt, cacbon và một số nguyên tố khác nên khi ở trên biển, nó sẽ bị ăn mòn do nước biển là dung dịch chất điện li. Để bảo vệ thân tàu, người ta tiến hành phun lên một lớp sơn phủ trên bề mặt nhằm ngăn cản sự tiếp xúc trực tiếp của tàu với nước biển. Đối với phần đuôi tàu, một khối kẽm sẽ được gắn lên để làm vật hy sinh, bảo vệ chân vịt không bị ăn mòn. Khi khối kẽm bị ăn mòn hết, người ta sẽ tiến hành việc thay thế nó bằng một khối kẽm khác và quá trình này sẽ tiếp diễn liên tục.
Đó là một số thông tin về hiện tượng ăn mòn điện hóa mà các bạn có thể tham khảo. Hy vọng rằng những kiến thức này có thể giúp bạn bảo vệ vật dụng, thiết bị một cách tốt hơn. Ngoài ra, bạn có thể tham khảo website https://ammonia-vietchem.vn/ để theo dõi nhiều bài viết hay hơn nữa.
Xem thêm:
-
Lực đẩy Acsimet – Công thức và định luật lực đẩy Acsimets
-
Quang phổ là gì? Các loại quang phổ hiện nay