သံချေးတက်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တွင် ဓာတုဗေဒတုံ့ပြန်မှုများ

သံချေးတက်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တွင် ဓာတုဗေဒတုံ့ပြန်မှုများ

သံချေးတက်ခြင်းသည် နေ့စဉ်ဘဝနှင့် အနီးစပ်ဆုံးဆက်စပ်နေသော ဓာတုဖြစ်စဉ်များထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သော်လည်း ၎င်း၏သက်ရောက်မှုမှာ နက်ရှိုင်းနိုင်ပါသည်။ သံချေးတက်ခြင်းမှသည် အားနည်းနေသော ယာဉ်ဘောင်များအထိ၊ ယိုစိမ့်နေသော စက်မှုလုပ်ငန်းသုံးပိုက်များအထိ—အားလုံးသည် သံချေးတက်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ဖြင့် စတင်နိုင်ပါသည်။ ရိုးရိုးလေးပြောရလျှင် သံချေးတက်ခြင်းကို ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် ဓာတုဗေဒ သို့မဟုတ် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ဓာတ်ပြုမှုများကြောင့် ပစ္စည်းများ (အထူးသဖြင့် သတ္တုများ) ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်းအဖြစ် နားလည်နိုင်ပါသည်။ "သံချေး" ဟု ရိုးရှင်းစွာ ယူဆလေ့ရှိသော်လည်း သံချေးတက်ခြင်းတွင် သတ္တုမျက်နှာပြင်တစ်လျှောက် ရေ၊ အောက်ဆီဂျင်၊ ဆား၊ အက်ဆစ်ဓာတ်နှင့် လျှပ်စစ်အလားအလာ ကွာခြားချက်များ၏ လွှမ်းမိုးမှုရှိသော ရှုပ်ထွေးသော ဓာတ်ပြုမှုများ ပါဝင်သည်။

လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုအနေဖြင့် သံချေးတက်ခြင်း

ကိစ္စအများစုတွင် သတ္တုချေးခြင်းသည် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒ ယန္တရားများမှတစ်ဆင့် ဖြစ်ပေါ်ပြီး၊ ဆိုလိုသည်မှာ လုပ်ငန်းစဉ်တွင် သတ္တုမျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ အဏုကြည့်လျှပ်စစ်ဓာတုဆဲလ်ဖွဲ့စည်းခြင်းမှ ဖြစ်ပေါ်လာသော အီလက်ထရွန်များ စီးဆင်းမှု ပါဝင်သည်။ ဤဆဲလ်တွင် အဓိကအစိတ်အပိုင်းနှစ်ခုပါဝင်သည်- အန်နုတ်ဒေသနှင့် ကက်သုတ်ဒေသ။ သတ္တုသည် တစ်သားတည်းဖြစ်ပုံရသော်လည်း၊ ၎င်း၏မျက်နှာပြင်တွင် မကြာခဏဆိုသလို မစုံလင်မှုများ၊ အတွင်းပိုင်းဖိစီးမှုများ၊ အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံတွင် ကွဲပြားမှုများ သို့မဟုတ် မျက်နှာပြင်၏တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းကို အန်နုတ်အဖြစ် လုပ်ဆောင်စေပြီး အခြားတစ်စိတ်တစ်ပိုင်းကို ကက်သုတ်အဖြစ် လုပ်ဆောင်စေသည့် အခြားသတ္တုများနှင့် ထိတွေ့မှုများ ပါဝင်လေ့ရှိသည်။

– အန်နုတ်တွင် သတ္တုသည် အောက်ဆီဒေးရှင်းဖြစ်စဉ် (အီလက်ထရွန်များ ထုတ်လွှတ်ခြင်း) ဖြစ်ပေါ်သည်။
– ကတ်သုတ်တွင်၊ လျော့ချမှုတုံ့ပြန်မှု (အီလက်ထရွန်များကိုလက်ခံခြင်း) ဖြစ်ပေါ်ပြီး၊ များသောအားဖြင့် အောက်ဆီဂျင် သို့မဟုတ် ဟိုက်ဒရိုဂျင်အိုင်းယွန်းများ ပါဝင်လေ့ရှိသည်။

တစ်နည်းအားဖြင့်ဆိုရသော် သံချေးတက်ခြင်းကို အိုင်းယွန်းများ စီးကူးရန်အတွက် ကြားခံအဖြစ် အီလက်ထရိုလိုက် (ဥပမာ ရေ) ရှိနေသရွေ့ သတ္တုမျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် အဆက်မပြတ်အလုပ်လုပ်သော “ဘက်ထရီငယ်” တစ်ခုအဖြစ် ရှုမြင်နိုင်သည်။

သံချေးတက်ခြင်း၏ အခြေခံတုံ့ပြန်မှုများ- သံချေး၏ရင်းမြစ်များ

သံ (Fe) သည် သံချေးတက်လွယ်သောကြောင့် သံချေးတက်ခြင်းဆိုင်ရာ ဆွေးနွေးမှုများတွင် အသုံးအများဆုံး ဥပမာဖြစ်သည်။ သံချေးသည် ရှုပ်ထွေးသော ရောစပ်ပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး အဓိကအားဖြင့် ရေဓာတ်ပါဝင်သော သံအောက်ဆိုဒ်များ (ဥပမာ၊ Fe₂O₃·nH₂O) ဖြစ်သော်လည်း ၎င်း၏ဖွဲ့စည်းမှုသည် ဓာတ်ပြုမှုအဆင့်များစွာဖြင့် စတင်သည်။

၁။ အန်နိုဒစ်တုံ့ပြန်မှု- သံဓာတ်တိုးခြင်း

အနုတ်တွင် သံသည် အီလက်ထရွန်များ ထုတ်လွှတ်ခြင်းဖြင့် ပျော်ဝင်သည်-

Fe(s) → Fe²⁺(aq) + 2e⁻

ဤဓာတ်ပြုမှုသည် Fe²⁺ အိုင်းယွန်းများ ဖြစ်ပေါ်လာစေပြီး သတ္တုသည် အန်နိုဒစ်အမှတ်တွင် အလေးချိန် ဆုံးရှုံးစေသည်။ ၎င်းသည် သတ္တုတွင် "ချေးခြင်း" လုပ်ငန်းစဉ်၏ အစဖြစ်သည်။

၂။ ကက်သိုဒစ်တုံ့ပြန်မှု- အောက်ဆီဂျင်လျှော့ချခြင်း

ကြားနေ သို့မဟုတ် အယ်ကာလိုင်းပတ်ဝန်းကျင်များတွင် (ဥပမာ- ရိုးရိုးရေကဲ့သို့)၊ အဖြစ်အများဆုံး ကက်သိုဒစ်ဓာတ်ပြုမှုမှာ ပျော်ဝင်နေသော အောက်ဆီဂျင် လျော့ချခြင်း ဖြစ်သည်။

O₂(g) + 2H₂O(l) + 4e⁻ → 4OH⁻(aq)

အန်နုတ်မှထုတ်လွှတ်လိုက်သော အီလက်ထရွန်များသည် ကတ်သုတ်ဒေသသို့ စီးဆင်းပြီး အောက်ဆီဂျင်ကို လျှော့ချရန် အသုံးပြုပါသည်။ ရေနှင့် အောက်ဆီဂျင်ရှိနေခြင်းသည် အဓိကအချက်နှစ်ချက်ဖြစ်သည်။

၃။ အလယ်အလတ်ဒြပ်ပေါင်းဖွဲ့စည်းခြင်း- Fe(OH)₂

အန်နုတ်တွင် ဖွဲ့စည်းထားသော Fe²⁺ အိုင်းယွန်းများသည် ကက်သိုဒစ်ဓာတ်ပြုမှုမှ OH⁻ အိုင်းယွန်းများနှင့် ဓာတ်ပြုပြီး အနည်အနှစ်တစ်ခု ဖန်တီးပေးလိမ့်မည်-

Fe²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Fe(OH)₂(များ)

ဤအနည်အနှစ်များသည် နောက်ဆုံးသံချေးမဟုတ်သေးသော်လည်း ပိုမိုပြောင်းလဲနိုင်သော "အစောပိုင်းသံချေးတက်ခြင်းထုတ်ကုန်များ" ဖြစ်ကြသည်။

၄။ Fe(OH)₃ နှင့် ဟိုက်ဒရိတ်သံအောက်ဆိုဒ်သို့ နောက်ထပ်အောက်ဆီဒေးရှင်းဖြစ်ခြင်း

Fe(OH)₂ ကို အောက်ဆီဂျင်ဖြင့် Fe(OH)₃ အဖြစ်သို့ အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်တိုးစေနိုင်သည်။

4Fe(OH)₂(s) + O₂(g) + 2H₂O(l) → 4Fe(OH)₃(s)

ထို့နောက် Fe(OH)₃ သည် တစ်စိတ်တစ်ပိုင်း ရေဓာတ်ခန်းခြောက်ခြင်းနှင့် ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံ ပြန်လည်ဖွဲ့စည်းခြင်းကို ခံယူပြီး သံချေးဟု ကျွန်ုပ်တို့သိသော ရေဓာတ်ပါဝင်သော သံအောက်ဆိုဒ်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲလိုက်ပါသည်။

Fe(OH)₃(များ) → Fe₂O₃·nH₂O(များ) + (ရေ)

သံချေးထွက်ပစ္စည်းများသည် စိမ့်ဝင်လွယ်ပြီး ခိုင်မာစွာ ကပ်မနေသောကြောင့် အောက်ခံသတ္တုအလွှာများကို မကာကွယ်ပေးပါ။ ထို့ကြောင့် သံချေးတက်ခြင်းသည် ဆက်လက်ဖြစ်ပွားပြီး ပိုမိုဆိုးရွားလာတတ်သည်။

အီလက်ထရိုလိုက်များနှင့် ဆားအိုင်းယွန်းများ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှု

ပင်လယ်ရေ သို့မဟုတ် ဆားပါဝင်သောရေကဲ့သို့သော ကောင်းမွန်သော electrolyte ရှိနေချိန်တွင် သံချေးတက်ခြင်းသည် ပိုမိုမြန်ဆန်လာမည်ဖြစ်သည်။ ကလိုရိုက်အိုင်းယွန်းများ (Cl⁻) သည် အန္တရာယ်အရှိဆုံး သံချေးတက်ခြင်းကို အရှိန်မြှင့်ပေးသည့်အရာများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ ဆားသည် ပျော်ရည်၏ လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းကို တိုးစေပြီး သတ္တုမျက်နှာပြင်ရှိ လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒ လျှပ်စီးကြောင်းကို တိုးစေသည်။ ထို့အပြင်၊ ကလိုရိုက်သည် အချို့သောသတ္တုများပေါ်ရှိ passive layer ကို ပျက်စီးစေပြီး အက်ကွဲကြောင်းသံချေးတက်ခြင်းနှင့် pitting သံချေးတက်ခြင်းကဲ့သို့သော ဒေသတွင်း သံချေးတက်ခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။

သံတွင် Cl⁻ ပါဝင်သောပတ်ဝန်းကျင်သည် ပိုမိုမတည်မငြိမ်သော သံချေးတက်ထုတ်ကုန်များဖွဲ့စည်းခြင်းကို အားပေးပြီး သေးငယ်ပြီးနက်ရှိုင်းသော anode အစက်အပြောက်များဖွဲ့စည်းခြင်းကို အရှိန်မြှင့်စေပြီး အပြင်ဘက်မှ သိရှိရန်ခက်ခဲသော သံချေးတက်သည့်နေရာများကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။

အက်ဆစ်ဓာတ်များသောပတ်ဝန်းကျင်တွင် သံချေးတက်ခြင်း- ဟိုက်ဒရိုဂျင်အိုင်းယွန်းလျှော့ချခြင်း

အက်ဆစ်ဓာတ်ပါဝင်မှုနည်းသောပတ်ဝန်းကျင်တွင် ကက်သိုဒစ်ဓာတ်ပြုမှု ပြောင်းလဲနိုင်သည်။ H⁺ ပါဝင်မှု မြင့်မားပါက၊ အဓိကလျော့ကျမှုဓာတ်ပြုမှုမှာ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဓာတ်ငွေ့ဖွဲ့စည်းခြင်းဖြစ်သည်။

2H⁺(aq) + 2e⁻ → H₂(g)

အန်နိုဒစ်ဓာတ်ပြုမှုသည် သတ္တုပျော်ဝင်မှုအဖြစ် ဆက်လက်တည်ရှိနေသော်လည်း-

Fe(s) → Fe²⁺(aq) + 2e⁻

ဤပေါင်းစပ်မှုသည် သံဓာတ်၏ အက်ဆစ်တွင် ပျော်ဝင်မှုနှုန်းကို အရှိန်မြှင့်ပေးသည်။ ရလဒ်အနေဖြင့်၊ အောက်ဆီဂျင်များစွာ မပါဝင်ဘဲ သတ္တုသည် တိုက်စားနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် အက်ဆစ်ဓာတ်ပါသော အရည်များနှင့် ထိတွေ့နေသော ပိုက်များ သို့မဟုတ် တိုင်ကီများသည် အလွှာမအုပ်ထားပါက သို့မဟုတ် ၎င်းတို့၏ pH ကို မထိန်းချုပ်ပါက လျင်မြန်စွာ သံချေးတက်နိုင်ခြေ ပိုများသည်။

ဂယ်ဗန်းနစ် ချေးခြင်း- သတ္တုနှစ်ခု ဆုံတွေ့သောအခါ

သံချေးတက်ခြင်းသည် ပတ်ဝန်းကျင်ကသာမက ထိတွေ့နေသော သတ္တုများကပါ သက်ရောက်မှုရှိသည်။ မတူညီသော သတ္တုနှစ်ခုကို အီလက်ထရိုလိုက်တစ်ခုတွင် လျှပ်စစ်ဓာတ်အားဖြင့် ချိတ်ဆက်သောအခါ၊ ဂယ်ဗားနစ်ဆဲလ်တစ်ခု ဖြစ်ပေါ်လာသည်။ ပိုမိုတက်ကြွသော (ပိုမိုလွယ်ကူစွာ အောက်ဆီဒေးရှင်းဖြစ်စေသော) သတ္တုသည် အန်နုတ်အဖြစ် လုပ်ဆောင်ပြီး ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ သံချေးတက်ပြီး ပိုမိုမြင့်မြတ်သော သတ္တုသည် ကက်သုတ်အဖြစ် လုပ်ဆောင်ပြီး အတော်လေး ကာကွယ်ထားသည်။

ဥပမာအားဖြင့်၊ သံသည် စိုထိုင်းဆများသောအခြေအနေတွင် ကြေးနီနှင့်ထိတွေ့ပါက သံသည် အန်နုတ်အဖြစ် လုပ်ဆောင်ပြီး သံချေးတက်ခြင်းကို ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ ဖြစ်စေတတ်သည်။ ၎င်းသည် သတ္တုနှစ်ခုကြားရှိ စံအီလက်ထရုဒ်အလားအလာ ကွာခြားမှုကြောင့်ဖြစ်ပြီး အီလက်ထရွန်စီးဆင်းမှု၏ ဦးတည်ရာကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။

အခြားသတ္တုများပေါ်ရှိ Passive Layers များနှင့် Corrosion

သတ္တုအားလုံးသည် သံကဲ့သို့ ချေးတက်ခြင်းမရှိပါ။ ဥပမာအားဖြင့် အလူမီနီယမ်နှင့် သံမဏိသည် ပါးလွှာပြီး သိပ်သည်းပြီး တင်းကျပ်စွာ ကပ်နေသော passive layer ဟုခေါ်သော အောက်ဆိုဒ်အလွှာကို ဖွဲ့စည်းလေ့ရှိသည်။ ဤအလွှာသည် အောက်ဆီဂျင်နှင့် ရေ သတ္တုမျက်နှာပြင်သို့ ပျံ့နှံ့မှုကို တားဆီးပေးပြီး ချေးတက်နှုန်းကို လျော့ကျစေသည်။ အလူမီနီယမ်တွင် Al₂O₃ အလွှာသည် အလွန်တည်ငြိမ်သည်။ သံမဏိတွင် passive အလွှာကို ခရိုမီယမ်ဖြင့် ထောက်ပံ့ပေးထားပြီး Cr₂O₃ ကို ဖွဲ့စည်းသည်။

သို့သော်၊ passive layer သည် ကလိုရိုက်ပါဝင်မှုမြင့်မားခြင်း၊ ကျဉ်းမြောင်းသောကွာဟချက်များရှိ အောက်ဆီဂျင်ချို့တဲ့မှုအခြေအနေများ သို့မဟုတ် လေဝင်လေထွက်ကွာခြားမှုများ (အောက်ဆီဂျင်ပါဝင်မှုဆဲလ်များ) ကဲ့သို့သော အခြေအနေအချို့ကြောင့် ပျက်စီးနိုင်သည်။ passive layer သည် သေးငယ်သောနေရာများတွင် ကျိုးပဲ့သွားသောအခါ၊ ဒေသတွင်းချေးခြင်း အလွန်လျင်မြန်စွာဖြစ်ပွားနိုင်ပြီး အန္တရာယ်ရှိနိုင်သည်။

သံချေးတုံ့ပြန်မှုများကို သက်ရောက်မှုရှိသော အချက်များ

သံချေးတက်ခြင်း၏အမြန်နှုန်းကို ဆုံးဖြတ်ပေးသော အဓိကအချက်အချို့တွင် အောက်ပါတို့ပါဝင်သည်-

၁။ ရေနှင့် အောက်ဆီဂျင် ရရှိနိုင်မှု- ရေသည် အီလက်ထရိုလိုက်နှင့် ဓာတ်ပြုမှုအလတ်စားအဖြစ် လုပ်ဆောင်ပြီး အောက်ဆီဂျင်သည် ကက်သိုဒစ်ဓာတ်ပြုမှုတွင် အောက်ဆီဒေးရှင်းအေးဂျင့်အဖြစ် လုပ်ဆောင်သည်။
၂။ ပတ်ဝန်းကျင် pH: အက်ဆစ်ဓာတ်ပါဝင်သည့်ပတ်ဝန်းကျင်သည် သတ္တုပျော်ဝင်မှုကို အရှိန်မြှင့်ပေးသည်။ အယ်ကာလိုင်းပတ်ဝန်းကျင်များသည် တစ်ခါတစ်ရံတွင် အချို့သောသတ္တုများပေါ်တွင် အကာအကွယ်အလွှာတစ်ခုဖွဲ့စည်းရန် ကူညီပေးသည်။
၃။ အိုင်းယွန်းပါဝင်မှု (အထူးသဖြင့် Cl⁻): လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းကို တိုးစေပြီး ဒေသတွင်း ချေးခြင်းကို လှုံ့ဆော်ပေးသည်။
၄။ အပူချိန်- ယေဘုယျအားဖြင့် ဓာတုဗေဒဓာတ်ပြုမှုနှုန်းသည် အပူချိန်နှင့်အတူ တိုးလာသောကြောင့် အပူချိန်မြင့်မားသောအခါတွင် သံချေးတက်ခြင်းသည် ပိုမိုမြန်ဆန်လေ့ရှိသည်။
၅။ အရည်စီးဆင်းမှုအလျင်- စီးဆင်းမှုသည် အကာအကွယ်အလွှာကို တိုက်စားပြီး အောက်ဆီဂျင်ထောက်ပံ့မှုကို အရှိန်မြှင့်ပေးနိုင်ပြီး တိုက်စားခြင်း-ချေးခြင်းတို့ကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။
၆။ သတ္တုအချင်းချင်းထိတွေ့မှု- အလားအလာကွာခြားချက်ရှိပါက ဂယ်ဗားနစ်ချေးခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။

ပိတ်

သံချေးခြင်းဆိုသည်မှာ သတ္တုတစ်ခုသည် ၎င်း၏ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် ဓာတ်ပြုသောအခါ အလိုအလျောက်ဖြစ်ပေါ်သော အောက်ဆီဒေးရှင်း-လျှော့ချရေး ဓာတ်ပြုမှုများ စီးရီးတစ်ခုဖြစ်သည်။ သံတွင်၊ လုပ်ငန်းစဉ်သည် အန်နုတ်တွင် Fe ကို Fe²⁺ သို့ ဓာတ်တိုးခြင်းနှင့် ကက်သုတ်တွင် အောက်ဆီဂျင် (သို့မဟုတ် အက်ဆစ်အခြေအနေများတွင် ဟိုက်ဒရိုဂျင်အိုင်းယွန်းများ) လျော့ချခြင်းဖြင့် စတင်သည်။ နောက်ဆုံးထုတ်ကုန်မှာ သံချေးဟုလူသိများသော ဟိုက်ဒရိတ်ဓာတ်ပြုထားသော သံအောက်ဆိုဒ်ဖြစ်သည်။ ရေ၊ အောက်ဆီဂျင်၊ ဆားနှင့် pH အခြေအနေများရှိနေခြင်းသည် ဤဓာတ်ပြုမှုနှုန်းကို သိသိသာသာဆုံးဖြတ်ပေးပြီး သတ္တုတွဲခြင်းနှင့် passive layer ဖွဲ့စည်းနိုင်စွမ်းကဲ့သို့သော ပစ္စည်းအချက်များလည်း ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။ သံချေးခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တွင် ပါဝင်သော ဓာတုဓာတ်ပြုမှုများကို နားလည်ခြင်းဖြင့်၊ အပေါ်ယံလွှာများ၊ inhibitor အသုံးပြုမှု၊ ကက်သုတ်ကာကွယ်မှုမှ ပစ္စည်းရွေးချယ်မှုအထိ သင့်လျော်သော ကာကွယ်မှုဗျူဟာများကို ကျွန်ုပ်တို့ ဒီဇိုင်းဆွဲနိုင်သည်၊ ထို့ကြောင့် သံချေးကြောင့် ဆုံးရှုံးမှုများကို သိသိသာသာလျှော့ချနိုင်သည်။