Tali atu o Kemikolo i le Faagasologa o le Ele
O le 'ele o se tasi o mea fa'akemikolo e sili ona fesoota'i ma le olaga i aso faisoo, ae o lona a'afiaga e mafai ona loloto. Mai pa ele i le vaivai o fa'avaa o ta'avale i paipa gaosi oloa e tafe—e mafai ona amata uma i le faagasologa o le 'ele. I se faapuupuuga, e mafai ona malamalama i le 'ele o le fa'aleagaina o meafaitino (aemaise lava u'amea) ona o tali fa'akemikolo po'o le eletise i le siosiomaga. E ui e masani ona manatu i ai o le "ele," o le 'ele e aofia ai se fa'asologa lavelave o tali e a'afia e le vai, okesene, masima, 'a'asa, ma eseesega o le eletise i luga o le u'amea.
O le 'Ele o se Faiga Fa'aeletoronika
I le tele o tulaga, e tupu le ele o le u'amea e ala i faiga eletise, o lona uiga o le faagasologa e aofia ai le tafe o eletise e mafua mai i le fausiaina o se sela eletise laiti i luga o le u'amea. O lenei sela e aofia ai vaega autu e lua: o le vaega anode ma le vaega cathode. E ui ina foliga tutusa le u'amea, ae e masani ona i ai ni mea le atoatoa i lona luga, ni fa'alavelave i totonu, ni eseesega i le microcomposition, po'o le fesoota'i ma isi u'amea e mafua ai ona avea se vaega o le luga ma anode ma se isi vaega o le cathode.
– I le anode, e fa'a'okeseneina ai le u'amea (fa'asa'olotoina o eletise).
– I le cathode, e tupu ai se tali fa'aitiitia (taliaina o eletise), e masani ona aofia ai le okesene po'o le hydrogen ions.
I se isi faaupuga, e mafai ona vaʻaia le ele o se "maa laʻititi" e galue pea i luga o le uʻamea, pe afai e iai se electrolyte (e pei o le vai) e fai ma auala e tafe ai ions.
Tali Fa'avae o le 'Ele o le U'amea: Puna o le 'Ele
O le u'amea (Fe) o le fa'ata'ita'iga sili ona taatele i talanoaga e uiga i le 'ele'ele auā e faigofie ona 'ele. O le 'ele'ele o se fa'afefiloi lavelave, e tele lava ina fa'asusuina i 'okesaita u'amea (e.g., Fe₂O₃·nH₂O), ae o lona fa'avaeina e amataina e ala i ni la'asaga fa'atino.
1. Tali atu Anodic: Oxidation U'amea
I le anode, e liu suavai le uʻamea e ala i le faʻasaʻolotoina o eletise:
Fe(s) → Fe²⁺(aq) + 2e⁻
O lenei tali atu e mafua ai ona fausia ni Fe²⁺ ions, ma mafua ai ona leiloa le mamafa o le uʻamea i le anodic point. O le amataga lea o le faagasologa o le "corrosion" i totonu o le uʻamea.
2. Tali atu o le Cathodic: Fa'aitiitia o le Okesene
I siosiomaga e le soona fai pe alkaline (e pei o le vai masani), o le tali masani o le cathodic o le faʻaitiitia lea o le okesene ua liusuavai:
O₂(g) + 2H₂O(l) + 4e⁻ → 4OH⁻(aq)
E fa'asa'olotoina eletonika mai le tafe o le anode i le vaega o le cathode ma e fa'aaogaina e fa'aitiitia ai le okesene. O le iai o le vai ma le okesene o ni mea taua ia e lua.
3. Fausiaina o le Fa'aputuga Vaelua: Fe(OH)₂
O ions Fe²⁺ e fausia i le anode o le a tali atu ma ions OH⁻ mai le tali atu cathodic e fausia ai se mea e fa'aputuina:
Fe²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Fe(OH)₂(s)
O nei mea ua faaleagaina e le o le ele mulimuli lea, ae o “oloa o le ele i le amataga” e mafai ona toe suia.
4. Fa'aopoopoga o le Oxidation i le Fe(OH)₃ ma le Hydrated Iron Oxide
E mafai ona fa'a'okeseneina le Fe(OH)₂ e le okesene i le Fe(OH)₃:
4Fe(OH)₂(s) + O₂(g) + 2H₂O(l) → 4Fe(OH)₃(s)
Ona fa'amamago fa'aitiiti lea o le Fe(OH)₃ ma toe fa'atulagaina lona fausaga i totonu o le u'amea 'okesaita ua tatou iloa o le ele:
Fe(OH)₃(s) → Fe₂O₃·nH₂O(s) + (vai)
E iai ni pu e alu ese mai le ele ma e lē pipii mau, o lea e lē puipuia ai vaega u'amea o lo'o i lalo. O le mea lea, e masani ona fa'aauau pea ma fa'ateteleina le ele o le u'amea.
O le Aafiaga o Electrolytes ma Masima Ions
E vave tele le 'ele pe a iai se electrolyte lelei, e pei o le vai o le sami po'o le vai o lo'o iai le masima. O chloride ions (Cl⁻) o se tasi o mea e sili ona mata'utia e fa'atelevave ai le 'ele. E fa'ateleina e le masima le conductivity o le solution, ma fa'ateleina ai le electrochemical current i luga o le u'amea. E le gata i lea, e mafai e le chloride ona fa'aleagaina le passive layer i luga o nisi u'amea ma fa'aosofia ai le 'ele i totonu o le atunu'u e pei o le crevice corrosion ma le pitting corrosion.
I le u'amea, o se siosiomaga o lo'o i ai le Cl⁻ e mafai fo'i ona fa'amalosia ai le fa'avaeina o oloa e sili atu ona lē mautu ma fa'avavevave ai le fa'avaeina o ni togitogi laiti ma loloto i anode, ma i'u ai i ni lua e faigata ona iloa mai fafo.
'Ele i Siosiomaga 'O'ona: Fa'aitiitia o le Ion Hydrogen
I se siosiomaga 'āsi, e mafai ona suia le tali atu cathodic. Afai e maualuga le malosi o le H⁺, o le tali atu fa'aitiitia sili ona malosi o le fausiaina lea o le kesi haitorosene:
2H⁺(aq) + 2e⁻ → H₂(g)
E ui o le tali anodic o loʻo tumau pea le faʻataʻapeʻapeina o le uʻamea:
Fe(s) → Fe²⁺(aq) + 2e⁻
O lenei tuufaatasiga e faatelevaveina ai le saoasaoa o le soloia o le u'amea i le 'aisa. O le i'uga, e mafai ona pala le u'amea e aunoa ma le tele o le okesene ua soloia. O le mafua'aga lea e sili atu ai le lamatiaga o paipa po'o tane e fa'aalia i vai 'aisa i le vave ona 'ele pe afai e le ufiufiina pe le pulea fo'i lo latou pH.
'Ele'ele Fa'a-Galvanic: Pe a Feiloa'i U'amea e Lua
E lē gata ina aʻafia le ele e le siosiomaga ae faʻapea foʻi i uʻamea o loʻo fesootaʻi. A faʻapipiʻi faʻaeletise ni uʻamea se lua e eseese i totonu o se electrolyte, e fausia ai se sela galvanic. O le uʻamea e sili atu ona gaioi (e faigofie ona faʻaʻoksizenina) e fai ma anode ma e vave ona ele, ae o le uʻamea e sili atu ona lelei e fai ma cathode ma e puipuia lelei.
Mo se faʻataʻitaʻiga, afai e paʻi le uʻamea i le kopa i tulaga susū, e masani ona galue le uʻamea e pei o le anode ma vave ona elea. E mafua lea i le eseesega o le malosiaga masani o le electrode i le va o uʻamea e lua, lea e fuafua ai le itu e tafe ai le eletise.
Vaega e le gaoioi ma le 'ele i isi u'amea
E lē o u'amea uma e pala e pei o le u'amea. O le alumini ma le u'amea e le pala, mo se fa'ata'ita'iga, e masani ona fausia ai se vaega manifinifi, mafiafia, ma pipii mau le oxide e ta'ua o le vaega e le pala. O lenei vaega e taofia ai le sosolo o le okesene ma le vai i luga o le u'amea, ma fa'aitiitia ai le saoasaoa o le pala. I luga o le alumini, o le vaega Al₂O₃ e matua mautu lava. I le u'amea e le pala, o le vaega e le pala e lagolagoina e le chromium, ma fausia ai le Cr₂O₃.
Peita'i, e mafai ona fa'aleagaina le vaega e le gaoioi ona o nisi o tulaga, e pei o le maualuga o le chloride, tulaga e le lava ai le okesene i avanoa vaapiapi, po'o eseesega i le aeration (okesene concentration cells). A malepe le vaega e le gaoioi i ni vaega laiti, e mafai ona vave tupu le ele i le lotoifale ma e matautia.
Mea e A'afia ai Tali atu i le Ele
O nisi o mea taua e fuafua ai le saoasaoa o le ele e aofia ai:
1. Mauaina o le vai ma le okesene: E galue le vai o se electrolyte ma se mea e fa'aogaina ai le tali atu, ae o le okesene e galue o se mea e fa'aola ai le oxidation i le tali atu cathodic.
2. pH o le siosiomaga: O siosiomaga 'o'ona e fa'avavevave ai le liu suavai o u'amea. O siosiomaga alkaline e fesoasoani i nisi taimi e fausia ai se vaega puipuia i luga o nisi u'amea.
3. Fa'aputuga o le ion (aemaise lava le Cl⁻): Fa'ateleina le conductivity ma fa'atupuina ai le ele i le lotoifale.
4. Vevela: E masani lava, e faʻateleina le saoasaoa o tali faʻakemikolo i le vevela, o lea e vave ai ona 'ele le ele i le vevela maualuga.
5. Saosaoa o le tafe o le vai: E mafai e le tafe ona fa'aleagaina le vaega puipuia ma fa'avavevave ai le sapalai o le okesene, ma mafua ai le fa'aleagaina ma le 'ele.
6. Feso'ota'iga i le va o u'amea: E mafua ai le 'ele o le galvanic pe a iai se eseesega o le gafatia.
Fa'ato'a
O le 'ele'ele o se faasologa o tali fa'a'okesaita-fa'aitiitia e tupu fa'afuase'i pe a fegalegaleai se u'amea ma lona siosiomaga. I le u'amea, e amata le faiga i le fa'a'okesaita o le Fe i le Fe²⁺ i le anode ma le fa'aitiitia o le okesene (po'o ions hydrogen i tulaga acidic) i le cathode. O le oloa mulimuli o le hydrated iron oxide, e ta'ua o le ele. O le iai o le vai, okesene, masima, ma tulaga pH e fuafua ai le saoasaoa o lenei tali , e fa'apea fo'i mea taua e pei o le fa'apipi'iina o u'amea ma le mafai ona fausia se vaega e le gaoioi. I le malamalama i tali fa'akemikolo e aofia ai i le faiga o le 'ele'ele, e mafai ona tatou mamanuina ni fuafuaga talafeagai e puipuia ai—mai ufiufi, fa'aogaina o mea e taofia ai, puipuiga cathodic, i le filifilia o meafaitino—ina ia mafai ona fa'aitiitia tele ai mea e leiloa ona o le 'ele'ele.
