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 là gì? 

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.

– 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: Thanh sắt nói riêng khi ngâm trong nước lại bị gỉ sét.

Đến đây chúng ta có thể giải thích như sau: 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

Ăn mòn điện hóa 

Ăn mòn điện hóa học là một hiện tượng xảy ra do sự phá hủy kim loại khi hợp kim tiếp xúc với những dung dịch chất điện li để tạo nên dòng điện. Thực chất, ăn mòn điện hóa học chính xác là quá trình oxy hóa khử, trong đó các kim loại bị ăn mòn bởi tác dụng của các dung dịch chất điện ly và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm sang cực dương.

Còn trên thực tế, hiện tượng ăn mòn điện hóa thường xảy ra khi cặp kim loại hay hợp kim để bên ngoài không khí ẩm, hoặc chúng được nhúng vào dung dịch axit, dung dịch muỗi hoặc trong nước không nguyên chất. 

Ăn mòn điện hóa là gì

- Ví dụ về ăn mòn điện hóa học

+ Kim loại tiếp xúc với không khí ẩm.

+ Ống dẫn đặt trong lòng đất.

+ Phần vỏ tàu biển chìm trong nước…

Có thể thấy, ăn mòn điện hóa là loại ăn mòn kim loại phổ biến và nghiêm trọng nhất.

-  Bản chất của sự ăn mòn điện hóa: Ăn mòn điện hóa là quá trình oxi hóa khử xảy ra trên bề mặt các điện cực. Ở cực âm xảy ra quá trình oxi hóa kim loại, ở cực dương xảy ra quá trình khử các ion (nếu dung dịch điện li là axit).

- Điều kiện để xảy ra sự ăn mòn điện hóa học

+Các điện cực phải khác nhau về bản chất, có thể là cặp 2 kim loại khác nhau hoặc cặp kim loại với phi kim,…

+ Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn.

+ Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li

Lưu ý: Thiếu một trong ba điều kiện trên sẽ không xảy ra sự ăn mòn điện hóa học

Trong tự nhiên, sự ăn mòn kim loại xảy ra phức tạp, có thể xảy ra đồng thời cả quá trình ăn mòn điện hóa học và ăn mòn hóa học.

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