Vì sao nhôm không bị gỉ sét như sắt?

Câu hỏi: Vì sao nhôm không bị gỉ sét như sắt?

Trong thực tế, chúng ta thường thấy sắt dễ bị gỉ tạo thành một lớp gỉ màu vàng ở bên ngoài. Trong khi đó, nhôm ít bị rỉ hơn. Thật ra, nhôm vẫn là kim loại bị gỉ nhưng nó khó phát hiện hơn sắt vì dù có rỉ thì bề mặt nhôm vẫn trơn bóng. Dưới đây là những lý do vì sao nhôm không bị gỉ sét như sắt:

1. Vì sao sét lại bị rỉ?

Bản chất của lớp rỉ sét là do tác dụng của hơi ẩm trong không khí (H2O) kết hợp với Oxi và lớp kim loại tạo ra. Phản ứng tạo thành gỉ sét trải qua một chuỗi các phản ứng hóa học như sau:

2Fe + O₂ + 2H₂O → 2Fe(OH)₂

2Fe + O₂ + 2H₂O + 4CO₂ → 2Fe(HCO₃)₂

Fe(HCO3)₂ → Fe(OH)₂ + CO₂

4Fe(OH)₂ + O₂ + (2n-4)H₂O → 2(FeNO₃.nH₂O)

Thành phần chính của sắt gỉ gồm Fe(OH)₂, Fe₂O₃.nH₂O.

Kết luận: Khi sắt bị rỉ, chúng sẽ tạo thành một lớp oxit sắt xốp và giòn dễ vỡ, thường có màu nâu, nâu đỏ hoặc đỏ. Lớp gỉ này không có tác dụng bảo vệ sắt ở phía trong. Vì thế mà oxy và hơi ẩm dễ dàng lọt qua lớp oxit sắt để tiếp tục vào sâu bên trong để tác dụng với kim loại sắt. Cứ như vậy, qua một thời gian thì thanh sắt sẽ bị gỉ hoàn toàn. Tốc độ gỉ của sắt phụ thuộc vào môi trường. Nếu môi trường càng ẩm, dưới nước hoặc ở biển (nước mặn) thì sắt càng nhanh bị gỉ.

2. Vì sao nhôm không bị gỉ sét như sắt?

Thực tế, nhôm vẫn bị gỉ nhưng nó chỉ bị gỉ ở lớp ngoài tạo thành màng oxit nhôm bảo vệ nhôm bên trong khỏi rỉ theo phương trình:

4Al + 3O₂→ 2Al₂O₃

Trong không khí, nhôm sẽ tiếp xúc với oxy và nước tạo thành một lớp màng nhôm oxit (Al2O3) mỏng và bền vững (khác hẳn với lớp oxit sắt có tính xốp). Lớp nhôm oxit này bám rất chắc vào bề mặt nhôm khiến nhôm không thể tiếp xúc với oxy và hơi ẩm trong môi trường, đó chính là ngăn quá trình oxi hóa khử xảy ra. Thậm chí, lớp oxit nhôm này còn rất khó phản ứng với axit và kiếm nên tạo nên một màng bảo vệ rất vững chắc. Vì thế, nhôm không bị rỉ sét như sắt.