Àwọn Ìṣẹ̀dá Kẹ́míkà Nínú Ìlànà Ìbàjẹ́
Ìbàjẹ́ jẹ́ ọ̀kan lára àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ kẹ́míkà tó ní í ṣe pẹ̀lú ìgbésí ayé ojoojúmọ́ jùlọ, síbẹ̀ ipa rẹ̀ lè jinlẹ̀. Láti àwọn ọgbà ìparẹ́ sí àwọn férémù ọkọ̀ tó ti di aláìlera sí àwọn páìpù ilé iṣẹ́ tó ń jò—gbogbo wọn lè bẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú ìlànà ìbàjẹ́. Ní ṣókí, ìbàjẹ́ lè jẹ́ ìbàjẹ́ àwọn ohun èlò (pàápàá jùlọ àwọn irin) nítorí àwọn ìhùwàsí kẹ́míkà tàbí electrochemical pẹ̀lú àyíká. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé a sábà máa ń pè é ní “iparẹ́,” ìbàjẹ́ ní í ṣe pẹ̀lú àwọn ìhùwàsí tó díjú tí omi, atẹ́gùn, iyọ̀, acidity, àti àwọn ìyàtọ̀ agbára iná mànàmáná ní orí ilẹ̀ irin náà ní ipa lórí.
Ipalara bi Ilana Elektrokemika
Nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìgbà, ìbàjẹ́ irin máa ń wáyé nípasẹ̀ àwọn ẹ̀rọ electrochemical, èyí tí ó túmọ̀ sí wípé ìlànà náà ní í ṣe pẹ̀lú ṣíṣàn àwọn elekitironi tí ó ń jáde láti inú ìṣẹ̀dá sẹ́ẹ̀lì micro-electrochemical lórí ojú irin. Sẹ́ẹ̀lì yìí ní àwọn apá pàtàkì méjì: agbègbè anode àti agbègbè cathode. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé irin náà dàbí èyí tí ó jọra, ojú rẹ̀ sábà máa ń ní àwọn àìpé, àwọn ìdààmú inú, àwọn ìyàtọ̀ nínú microcomposition, tàbí ìfarakanra pẹ̀lú àwọn irin mìíràn tí ó ń fa kí apá kan ojú ilẹ̀ ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí anode àti apá mìíràn gẹ́gẹ́ bí cathode.
– Ní anode náà, irin náà máa ń gba ìfọ́sídì (àwọn elekitironi tí ń tú jáde).
– Ní cathode, ìṣesí ìdínkù (gbígba àwọn elekitironi) máa ń wáyé, èyí tó sábà máa ń ní àwọn ion atẹ́gùn tàbí hydrogen nínú.
Ní ọ̀rọ̀ mìíràn, a lè wo ìbàjẹ́ gẹ́gẹ́ bí “bátírì kékeré” tí ó ń ṣiṣẹ́ lórí ojú irin nígbà gbogbo, níwọ̀n ìgbà tí electrolyte (fún àpẹẹrẹ omi) bá wà gẹ́gẹ́ bí ohun èlò fún ṣíṣe àwọn ion.
Àwọn Ìhùwàsí Pàtàkì ti Ìbàjẹ́ Irin: Àwọn Orísun Ìpatá
Irin (Fe) ni àpẹẹrẹ tó wọ́pọ̀ jùlọ nínú ìjíròrò nípa ìjẹrà nítorí pé ó máa ń jẹ́ kí ó máa bàjẹ́. Ipata jẹ́ àdàpọ̀ tó díjú, tó jẹ́ pé àwọn irin oxides tí wọ́n ti tọ́jú (fún àpẹẹrẹ, Fe₂O₃·nH₂O), ṣùgbọ́n àwọn ìgbésẹ̀ ìṣesí mélòókan ló máa ń bẹ̀rẹ̀ ìṣẹ̀dá rẹ̀.
1. Ìhùwàsí Anodic: Ìfàsẹ́yìn Irin
Ní anode, irin máa ń yọ́ nípa títú àwọn elektroni sílẹ̀:
Fe(s) → Fe²⁺(aq) + 2e⁻
Ìhùwàpadà yìí máa ń mú kí àwọn ion Fe²⁺ ṣẹ̀dá, èyí tí yóò mú kí irin náà pàdánù ìwọ̀n ní ibi anodic. Èyí ni ìbẹ̀rẹ̀ ìlànà "ìbàjẹ́" nínú irin náà.
2. Ìṣesí Cathodic: Ìdínkù Atẹ́gùn
Ní àwọn àyíká tí kò ní ìdádúró tàbí alkaline (bíi omi lásán), ìṣesí cathodic tí ó wọ́pọ̀ jùlọ ni ìdínkù atẹ́gùn tí ó túká:
O₂(g) + 2H₂O(l) + 4e⁻ → 4OH⁻(aq)
Àwọn ẹ̀ltírónù tí a tú jáde láti inú ìṣàn anode sí agbègbè cathode ni a sì ń lò láti dín atẹ́gùn kù. Wíwà omi àti atẹ́gùn jẹ́ kókó pàtàkì méjì.
3. Ìṣẹ̀dá Àpapọ̀ Àárín: Fe(OH)₂
Àwọn ion Fe²⁺ tí a ṣẹ̀dá ní anode yóò fèsì padà pẹ̀lú àwọn ion OH⁻ láti inú ìṣesí cathodic láti ṣẹ̀dá ìṣàn omi kan:
Fe²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Fe(OH)₂(s)
Àwọn ohun ìdókòwò wọ̀nyí kò tí ì jẹ́ ìpẹja ìkẹyìn, ṣùgbọ́n wọ́n jẹ́ “àwọn ọjà ìpalára ìṣáájú” tí ó lè yípadà sí i.
4. Ìfàsẹ́yìn sí Fe(OH)₃ àti Hydrated Iron Oxide
A lè fi atẹ́gùn mú Fe(OH)₂ dànù sí Fe(OH)₃:
4Fe(OH)₂(awọn) + O₂(g) + 2H₂O(l) → 4Fe(OH)₃(s)
Lẹ́yìn náà, Fe(OH)₃ máa ń gba ìgbóná díẹ̀ àti àtúntò ìṣètò sínú oxide irin tí a tọ́jú tí a mọ̀ sí ipata:
Fe(OH)₃(s) → Fe₂O₃·nH₂O(s) + (omi)
Àwọn ọjà ìpẹja máa ń ní ihò ara wọn, wọn kì í sì í lẹ̀ mọ́ ara wọn dáadáa, nítorí náà, wọn kì í dáàbò bo àwọn ìpele irin tó wà ní ìsàlẹ̀. Nítorí náà, ìbàjẹ́ irin náà máa ń tẹ̀síwájú, ó sì máa ń burú sí i.
Ipa ti Electrolytes ati awọn Ions Iyọ
Ìbàjẹ́ yóò yára jù bẹ́ẹ̀ lọ tí ó bá wà ní ojú ọ̀nà electrolyte tó dára, bíi omi òkun tàbí omi tó ní iyọ̀. Àwọn iyọ̀ chloride (Cl⁻) jẹ́ ọ̀kan lára àwọn ohun tó ń mú kí ìbàjẹ́ ara pọ̀ sí i. Iyọ̀ ń mú kí ìṣiṣẹ́ omi náà pọ̀ sí i, èyí sì ń mú kí ìṣàn electrochemical pọ̀ sí i ní ojú irin náà. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, chloride lè ba ìpele passive lórí àwọn irin kan jẹ́, kí ó sì fa ìbàjẹ́ tó wà ní àgbègbè bíi crevice corrosion àti pitting corrosion.
Nínú irin, àyíká tí ó ní Cl⁻ tún lè fún ìṣẹ̀dá àwọn ọjà ìbàjẹ́ tí kò dúró ṣinṣin níṣìírí, kí ó sì mú kí àwọn ibi anode kékeré, tí ó jinlẹ̀, yára bẹ̀rẹ̀ sí í yọrí sí àwọn ihò ìbàjẹ́ tí ó ṣòro láti rí láti òde.
Ìbàjẹ́ ní Àwọn Àyíká Eléédú: Ìdínkù Ión Hídrójìn
Nínú àyíká tí ó ní ekikan, ìṣesí cathodic lè yípadà. Tí ìfọ́pọ̀ H⁺ bá ga, ìṣesí ìdínkù tí ó ga jùlọ ni ìṣẹ̀dá gáàsì hydrogen:
2H⁺(aq) + 2e⁻ → H₂(g)
Lakoko ti iṣe anodic naa tun jẹ itusilẹ ti irin naa:
Fe(s) → Fe²⁺(aq) + 2e⁻
Àpapọ̀ yìí máa ń mú kí ìwọ̀n ìtúpalẹ̀ irin nínú ásíìdì yára. Nítorí náà, irin náà lè bàjẹ́ láìsí ọ̀pọ̀lọpọ̀ atẹ́gùn tí ó ti yọ́. Ìdí nìyí tí àwọn páìpù tàbí àwọn táǹkì tí a fi omi ásíìdì hàn fi wà nínú ewu ìbàjẹ́ kíákíá tí a kò bá fi wọ́n bò wọ́n tàbí tí a kò bá ṣàkóso pH wọn.
Ìbàjẹ́ Galvanic: Nígbà tí àwọn irin méjì bá pàdé
Kì í ṣe àyíká nìkan ni ó ní ipa lórí ìbàjẹ́, ṣùgbọ́n àwọn irin tí ó fara kan náà pẹ̀lú. Nígbà tí àwọn irin méjì tí ó yàtọ̀ síra bá so pọ̀ mọ́ iná mànàmáná nínú electrolyte, sẹ́ẹ̀lì galvanic kan yóò ṣẹ̀dá. Irin tí ó ń ṣiṣẹ́ jù (tí ó rọrùn láti lò) ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí anode ó sì ń yí padà kíákíá, nígbà tí irin tí ó lọ́lá jù ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí cathode ó sì ní ààbò díẹ̀.
Fún àpẹẹrẹ, tí irin bá kan bàbà ní ipò ọ̀rinrin, irin náà máa ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí anode àti ipata kíákíá. Èyí jẹ́ nítorí ìyàtọ̀ nínú agbára electrode standard potential láàrín àwọn irin méjèèjì, èyí tí ó ń pinnu ìtọ́sọ́nà ìṣàn elekitironi.
Àwọn Fẹ́ẹ̀lì Palosi àti Ìbàjẹ́ lórí Àwọn Irin Míràn
Kì í ṣe gbogbo irin ló máa ń bàjẹ́ bí irin. Fún àpẹẹrẹ, irin aluminiomu àti irin aláìlágbára máa ń ṣẹ̀dá fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́ oxide tín-ín-rín, tó nípọn, tó sì lẹ̀ mọ́ ara wọn dáadáa tí a ń pè ní passive layer. Ìpele yìí máa ń dí ìtànkálẹ̀ atẹ́gùn àti omi lọ́wọ́ láti wọ ojú irin, èyí sì máa ń dín ìwọ̀n ìbàjẹ́ kù. Lórí aluminiomu, ìpele Al₂O₃ dúró ṣinṣin. Nínú irin aláìlágbára, ìpele aláìlágbára ni chromium ń gbé ró, tí ó ń ṣẹ̀dá Cr₂O₃.
Sibẹsibẹ, ipele passive le bajẹ nipasẹ awọn ipo kan, gẹgẹbi awọn ifọkansi chloride giga, awọn ipo ti ko ni atẹgun ninu awọn ela ti o kere, tabi awọn iyatọ ninu aeration (awọn sẹẹli ifọkansi oxygen). Nigbati ipele passive ba fọ ni awọn agbegbe kekere, ipata agbegbe le waye ni kiakia pupọ ati ki o lewu.
Àwọn Ohun Tó Ní ipa lórí Àwọn Ìhùwàsí Ìbàjẹ́
Díẹ̀ lára àwọn ohun pàtàkì tó ń pinnu iyára ìpalára ni:
1. Wíwà omi àti atẹ́gùn: Omi ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí elekitiroliti àti ohun èlò ìṣiṣẹ́, nígbà tí atẹ́gùn ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ohun èlò ìṣiṣẹ́ oxidizing nínú ìṣe cathodic.
2. pH àyíká: Àyíká tó ní àsìká máa ń mú kí irin túká yára. Àyíká alkaline máa ń ran àwọn irin kan lọ́wọ́ láti ní ààbò.
3. Ìwọ̀n ion (pàápàá jùlọ Cl⁻): Ó ń mú kí ìṣàn agbára pọ̀ sí i, ó sì ń fa ìbàjẹ́ agbègbè.
4. Iwọn otutu: Ni gbogbogbo, oṣuwọn awọn iṣe kemikali n pọ si pẹlu iwọn otutu, nitorinaa ibajẹ maa n yara ni awọn iwọn otutu giga.
5. Iyara sisan omi: Sisan le ba ipele aabo jẹ ki o si mu ipese atẹgun yara, ti o fa ibajẹ-ipalara.
6. Ìfọwọ́kan láàárín irin: Ó máa ń fa ìbàjẹ́ galvanic tí ìyàtọ̀ bá wà.
Penutup
Ìbàjẹ́ jẹ́ ọ̀kan lára àwọn ìyípadà ìdènà oxidation-reduction tí ó máa ń ṣẹlẹ̀ láìròtẹ́lẹ̀ nígbà tí irin bá ń bá àyíká rẹ̀ lò. Nínú irin, ìlànà náà bẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú oxidation ti Fe sí Fe²⁺ ní anode àti ìdínkù atẹ́gùn (tàbí àwọn ion hydrogen ní àwọn ipò acidic) ní kathode. Ọjà ìkẹyìn náà jẹ́ hydrated iron oxide, tí a mọ̀ sí ipata. Wíwà omi, atẹ́gùn, iyọ̀, àti àwọn ipò pH ń pinnu ìwọ̀n ìṣesí yìí ní pàtàkì, gẹ́gẹ́ bí àwọn ohun èlò bíi ìsopọ̀ irin àti agbára láti ṣẹ̀dá passive Layer. Nípa òye àwọn ìṣesí kẹ́míkà tí ó níí ṣe pẹ̀lú ìlànà ipata, a lè ṣe àwọn ọgbọ́n ìdènà tí ó yẹ—láti àwọn ìbòrí, lílo inhibitor, ààbò cathodic, sí yíyan ohun èlò—kí àwọn àdánù tí ó ń jẹyọ láti ipata lè dínkù gidigidi.
