Ăn mòn hóa học là gì? Các phương pháp chống ăn mòn hóa học

Xung quanh ta có nhiều vật liệu bằng kim loại thường hay có hiện tưởng gỉ. Hiện tượng này được gọi là ăn mòn. Tuy nhiên, có nhiều loại ăn mòn, trong đó có ăn mòn hóa học. Bài viết dưới đây sẽ tổng hợp kĩ hơn về ăn mòn hóa học.

Ăn mòn hóa học là gì? 

Ăn mòn hóa học là quá trình oxi hóa khử trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường. Ăn mòn hóa học là một dạng của ăn mòn kim loại hoặc hợp kim dưới tác dụng của các yếu tố trong môi trường xung quanh.. 

Ăn mòn hóa học xảy ra do sự phản ứng của kim loại với hơi nước hoặc chất khí ở nền nhiệt độ cao hoặc theo khoa học thì sẽ là quá trình oxy hóa khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất ở trong môi trường.

Ăn mòn hóa học thông thường sẽ xảy ra ở các chi tiết kim loại của máy móc hay các thiết bị thường xuyên phải tiếp xúc với hóa chất, hơi nước ở nhiệt độ cao hay khí oxy.

Bản chất của ăn mòn hóa học là phản ứng oxy hóa khử, khi các electron của kim loại được chuyển đến các chất trực tiếp trong môi trường và ăn mòn sẽ xảy ra chậm.

Nhận biết ăn mòn hóa học, ta thấy ăn mòn kim loại mà không thấy xuất hiện cặp kim loại hay cặp KL-C thì đó là ăn mòn kim loại.

Ví dụ về ăn mòn hóa học

Ví dụ điển hình nhất là Thanh sắt nói riêng khi ngâm trong nước lại bị gỉ sét.

Khi sắt tiếp xúc với oxy và độ ẩm trong một khoảng thời gian dài, tạo thành một hợp chất mới gọi là oxít sắt hay còn gọi là rỉ sắt. Chất xúc tác chính cho quá trình rỉ là nước. Cấu trúc sắt có vẻ chắc chắn, nhưng các phân tử nước có thể xâm nhập vào các lỗ nhỏ và vết nứt trong bất kỳ kim loại nào kể cả sắt, sự kết hợp của nguyên tử hidro có trong nước với các nguyên tố khác để hình thành axít, ăn mòn sắt, làm cho sắt bị phơi ra nhiều hơn. Nếu trong môi trường nước biển, sự ăn mòn có thể xảy ra nhanh hơn. Trong khi đó các nguyên tử oxy kết hợp với các nguyên tử sắt để hình thành oxít sắt hay rỉ sắt, chúng làm yếu sắt và làm cho cấu trúc của sắt trở nên giòn và xốp.

3Fe + 4H₂O → _t^o Fe₃O₄ + 4H2↑

3Fe + 2O₂ → _t^o Fe₃O₄

Xem thêm:

>>> Phân biệt ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học

Các phương pháp chống ăn mòn kim loại

- Phương pháp bảo vệ bề mặt: sơn; mạ kim loại

VD: Sắt tây là sắt tráng thiếc dùng làm hộp đựng thực phẩm vì thiếc là kim loại khó bị oxi hóa ở nhiệt độ thường, màng oxit thiếc mỏng và mịn cũng có tác dụng bảo vệ thiếc và thiếc oxit không độc lại có màu trắng bạc khá đẹp. Thiếc là kim loại mềm, dễ bị sây sát. Nếu vết sây sát sâu tới lớp sắt bên trong thì sẽ xảy ra ăn mòn điện hóa học, kết quả là sắt bị ăn mòn nhanh.

- Phương pháp điện hóa

VD: Để bảo vệ vỏ tàu biển bằng thép, người ta gắn các lá Zn vào phía ngoài vỏ tàu ở phần chìm trong nước biển (nước biển là dung dịch chất điện li). Kẽm bị ăn mòn, vỏ tàu được bảo vệ.

- Sản xuất vật liệu không bị ăn mòn: hợp kim không bị ăn mòn