Как да се предпазим от ръжда
По дефиниция корозията е разрушаване на метали и техните сплави чрез електрохимичен процес, при който металът образува съединение с неметален елемент. Значението на латинската дума corrosus - ухапан, изяден от ухапването - добре изразява разрушителното явление корозия. При нормални условия реакцията на метални и неметални елементи протича само ако неметалният елемент е във воден разтвор.
В суха среда желязото не ръждясва. Хиляди години стари железни предмети може да са оцелели в египетските пирамиди благодарение на сухия пустинен климат.
Процесът на ръждясване - малко електрохимия
Когато парче метал е потопено в разтвор, положително заредените метални йони мигрират в разтвора от неговата повърхност, оставяйки редица електрони в метала, съответстващи на тяхната валентност. Това ще направи метала отрицателно зареден. В същото време протича обратният процес. Металните йони, които вече са в разтвор, са склонни да се утаяват на повърхността на метала, толкова повече в разтвора има повече от тях. Двата процеса влизат в баланс след известно време. Това състояние се нарича електрохимичен нормален потенциал.
Потенциалът сам по себе си не може да бъде измерен, а само потенциалната разлика, така че беше договорено, че потенциалът на водородния електрод се счита за нулев и потенциалът на другите метали се сравнява с това.
Някои метали изпращат повече йони в разтвора, отколкото водород. Като желязо, цинк, олово. Другата част от металите е по-малко податлива на разтваряне от среброто, златото и платината.
Галванична клетка и корозия
Когато металите с различни потенциали се въведат в общ разтвор, така че да има електрическа връзка между тях извън разтвора, процесът на разтваряне протича драстично. Ако цинкът и медната пръчка са потопени в един и същ електролит, по-малко благородният цинк изпраща повече йони в разтвора от медта, оставяйки повече електрони в цинка, които ще имат по-силен отрицателен заряд от медта. Ако медните и цинковите пръчки са свързани към електрически проводник извън електролита, електроните ще потекат към по-малко отрицателната мед. С това цинкът губи своя заряд и изпраща още повече положителни цинкови йони в разтвора, както и електрони към медта.
Тъй като електричеството тече във външния проводник, разтварянето на и без това по-бързо разтварящия се цинк се ускорява, докато медта се забавя. Това е принципът на действие на галваничния елемент.
Местните елементи
За съжаление галванични клетки, подобни на гореописаните, съществуват не само в лабораторията, но и спонтанно се образуват в метални конструкции. В резултат на това корозията на по-нестабилния метал се ускорява.
В случай на контакт с различни метали, винаги трябва да се има предвид рискът от образуване на локални елементи. Но повърхността на хетерогенно структурирани сплави също е верига от локални елементи, тъй като потенциалът на различно обогатени части от сплавта ще бъде различен.
Локален елемент се образува дори ако има разлика в концентрацията на електролита в контакт с метала. Например, в случай на метални предмети, потопени във вода, има повече разтворен кислород по-близо до водната повърхност, отколкото в по-дълбоките слоеве.