سلول الکتروشیمیایی9

خوردگي آهن :

اکسيژن عنصر بسيار واکنش پذيري است به طوري که مي تواند هر فلز به جز فلزات نجيب يعني طلا، پلاتين و پالاديم را به طور خود به خود اکسيد کند.

اين واکنش پذيري بالاي اکسيژن وتمايل طبيعي برخي فلزات به زنگ زدن (اکسيد شدن) به مرور زمان سبب ترد شدن و خرد شدن فلزات يعني خوردگي آنها مي‌شود.

محيط هاي اسيدي و حضور محلول نمک ها سبب افزايش سرعت خوردگي مي‌شوند. هنگام تماس يک قطره، آب با يک تکه آهن يک واکنش اکسايش – کاهش رخ مي‌دهد.

اين رسوب نيز در ادامه اکسيد شده و به تبديل مي‌شود.

را به صورت نشان مي‌دهند.

نيم واکنش آندي در جايي رخ مي‌دهد که غلظت اکسيژن کم باشد و نيم واکنش کاتدي در جايي رخ مي‌دهد که غلظت اکسيژن زياد باشد. (غلظت اکسيژن در زير قطره آب کم است (پايگاه آندي) و در جاهايي فلز مستقيم در مجاورت هواست غلظت اکسيژن زياد است (پايگاه کاتدي))

الکترون ها از ميان فلز (رساناي الکتروني) به عنوان مدار دروني، از پايگاه آندي به سمت پايگاه کاتدي حرکت مي‌کنند در حالي که يونهاي آهن (II) در قطره آب که يک رساناي يوني است و به عنوان مدار بيروني رفتار مي‌کند، جريان يافته و مدار کامل مي‌شود.

بدون آب مدار ياد شده کامل نيست و زنگ زدن اتفاق نمي‌افتد.

ماهيت واکنش ها :

زنگ زدن ابتدا يک واکنش با ماهيت الکتروشيميايي و سپس يک واکنش با ماهيت شيميايي است.

به دليل ماهيت الکتروشيميايي زنگ زدن آهن، وجود الکتروليت نظير نمک يا سرعت زنگ زدن افزايش مي‌يابد.

جلوگيري از خوردگي :

به دليل اهميت فراوان فلزات در صنعت امروزه راه هاي بسياري براي جلوگيري از خوردگي به کار مي‌رود.

1. ايجاد پوشش محافظ، مثل رنگ زدن، قير اندود کردن، روکش دادن و آبکاري که مانعي براي رسيدن اکسيژن، آب و يونها به سطح فلز است.
2. حفاظت کاتدي، که در اين روش فلز ديگري با پتانسيل کاهش کمتر را در مجاورت فلز مورد نظر قرار مي‌دهند و جسم در نقش کاتد و فلز در نقش آند قرار مي‌گيرند.

فلز آند در مجاورت هوا خورده شده و فلز جسم مورد نظر از خوردگي محافظت مي‌شود.

به همين دليل هنگام حفاظت يک فلز از فلزي ديگر استفاده مي‌کنند که آن پايين تر يعني کاهنده تر باشد.

آهن سفيد (گالوانيزه) :

هنگامي که يک قطعه آهن با لايه نازکي از روي ( Zn ) پوشانده مي‌شود، آهن گالوانيزه حاصل مي‌شود.

هنگامي که خراشي در سطح آن ايجاد شود، در محل خراش يک سلول گالواني تشکيل مي‌شود.

در اين سلول Zn به دليل داشتن کمتر به عنوان آند و آهن مانند کاتد رفتار مي‌کند.

تا هنگامي که تمام روي خورده شود، آهن از زنگ زدن محافظت مي‌شود.

حلبي :

هنگامي که يک قطعه آهن با لايه اي از قلع (Sn) پوشانده شود حلبي حاصل مي‌شود.

تا زماني که حلبي خراشيده نشود آهن از خوردگي محافظت مي‌شود. اما با کوچکترين خراش در سطح به دليل تشکيل يک سلول گالواني با آند آهن و کاتد قلع، آهن سريعا خورده شده و قلع از خوردگي محافظت مي‌شود. (پتانسيل کاهشي آهن کوچکتر از قلع است پس آهن کاهنده تر الکترون از دست مي‌دهد و اکسيژن هوا الکترون ها را مي‌گيرد و آهن خورده مي‌شود. )

از حلبي براي ساخت قوطي هاي کنسرو و روغن استفاده مي‌شود. از آهن سفيد نمي توان براي اين کار استفاده کرد چون غذا در مجاورت آهن سفيد فاسد شده و بوي بدي مي‌گيرد.