زنگ زدن فلز اصطلاحی است که به واکنش شیمیایی اکسید شدن فلزات توسط اکسیژن نسبت داده اند. هر ساله بیش از صد میلیون تن از فلزهای مختلف برای ساختن اسکلت ساختمان ها، اتومبیل ها، هواپیما، ریل راه آهن و… مصرف می شود. از این رو می توان اذعان داشت که فلزات کاربرد های بسیار زیادی در زندگی روزمره انسان ها دارند. هنگامی که برخی از فلزات در هوای مرطوب در معرض اکسیژن قرار می گیرند، اکسایش یافته و اصطلاحا زنگ می زنند. آهن فلزی است که بیشترین میزان زنگ زدگی را دارد و با شنیدن نام زنگ زدن بیشتر انسان ها به یاد آن می افتند. برای پرداختن به علت زنگ زدن فلز ابتدا باید با اصطلاحاتی مانند اکسایش و خوردگی آشنا شویم.

اکثر مواد اطراف ما، با اکسیژن واکنش می دهند، گاهی این واکنش ها بسیار سریع و با آزاد کردن نور و گرما و… رخ می دهند که در این صورت به آنها واکنش سوختن گفته می شود. اما تمام واکنش های شیمیایی سوختن نیستند، اگر واکنش ترکیب شدن با اکسیژن، به آهستگی رخ دهد به آن اکسایش می گوییم. همانند واکنش سوختن، در اکسایش نیز انرژی تولید می شود اما انرژی تولیدی در این روش قابل مقایسه با انرژی تولید شده توسط واکنش سوختن نیست.  شناخته شده ترین واکنش اکسایش نیز زنگ زدن فلز است.

زنگ زدن به تنهایی عامل مشکل سازی نیست. مشکل از جایی شروع می شود که زنگ زدن فلزات، باعث خورده شدن آنها می شود. به فرآیندی که در آن فلزات، بر اثر اکسایش، خرد و غیر مستحکم می شوند خوردگی گفته می شود. لازم به ذکر است که تمامی فلزات هنگام ارتباط داشتن با اکسیژن دچار خوردگی نمی شوند. فلزاتی مانند آلومینیوم اکسایش پیدا می کنند اما خورده نمی شوند! علت این موضوع این است وقتی آلومینیم در معرض اکسیژن و هوای مرطوب قرار می گیرد اکسایش پیدا کرده و اکسید آلومینیوم را به وجود می آورد که جامدی پایدار با ساختاری متراکم است. سوال اینجاست که علت زنگ زدن فلز و موادی مانند آهن و فولاد چیست و چرا فلزاتی مثل آلومینیم، طلا یا پلاتین دچار خوردگی و زنگ زدگی نمی شوند؟

راه های جلوگیری از زنگ زدن فلزات,زنگ زدن فلز,زنگ زدن فلزات,

به عنوان اولین پاسخ باید بگوییم که زنگ زدگی صرفا برای آهن به کار می رود و درواقع همان اکسید آهن است که قهوه ای رنگ است، آلومینیوم هم در ساختار خود آهن ندارد و به همین دلیل است که از اصطلاح زنگ زدگی برای آلومینیوم استفاده نمی شود.

چه عواملی باعث زنگ زدن فلز می شود؟

برای زنگ زدن سه عامل مورد نیاز است، آهن، اکسیژن و آب. مرطوب بودن محیط نقش بسیار زیادی در اکسایش دارد در نتیجه کنترل رطوبت محیط یکی از راه های جلوگیری از زنگ زدن فلزات است.

یکی از عللی که موجب می شود زنگ زدن آهن در رطوبت با سرعت بیشتری انجام شود، وجود الکترولیت در آب است. الکترولیت ها موادی هستند که رسانایی الکتریکی بیشتری نسبت به آب خالص دارند و در محلول های آبی حل می شوند. در محلول هایی مانند آب نمک و یا آب دریاها که مقدار زیادی الکترولیت دارند، خوردگی و زنگ زدن آهن با سرعت قابل توجهی انجام می شود.

همانطور که گفته شد، فلزات و خصوصا آهن در زندگی بسیار پرکاربرد هستند و اکسایش و خورده شدنشان ضرر و هزینه های هنگفتی را به جامعه تحمیل می کند، از این رو شیمی دانان و فعالان این حوزه همواره به دنبال راه های جلوگیری از زنگ زدن فلزات بوده اند تا زیان حاصل‌ از آن را به حداقل برسانند.

روش های جلوگیری از زنگ زدن فلزات چیست؟

یکی از رایج ترین روش ها برای جلوگیری از این واکنش، رنگ کردن فلزات و ایجاد پوشش است. با رنگ زدن، آهن را از دسترس اکسیژن و رطوبت خارج می کنیم. این روش برای مدت کوتاهی نیاز ما را رفع می کند اما پس از مدت زیاد با پوسیده شدن و پوسته پوسته شدن رنگ، آهن دوباره در معرض خطر خوردگی قرار خواهد گرفت. بنابراین باید به دنبال روش هایی طولانی مدت باشیم.

علت زنگ زدن فلز,راه های جلوگیری از زنگ زدن فلزات,زنگ زدن فلز,

گالوانیزه کردن نیز یکی دیگر از روش‌ های معمول برای جلوگیری از خوردگی آهن است‌. در این روش فلز روی و آهن را در کنار یکدیگر قرار می دهند، در این حالت این دو فلز برای اکسید شدن با یکدیگر رقابت می کنند و برنده فلزی خواهد بود که واکنش پذیری بیشتری دارد. علت زنگ زدن فلز نیز واکنش آرام آن با اکسیژن است، فلز روی واکنش پذیر تر از آهن است لذا در رقابت برنده خواهد شد و فلز آهن را از خوردگی نجات خواهد داد، به این نوع آهن که توسط روی محافظت می شود، آهن گالوانیزه می گویند.

یکی دیگر از روش های جلوگیری از زنگ زدن آهن، استفاده از مواد شیمیایی به نام موانع خوردگی است. این مواد به صورت لایه ای محافظت کننده در سطح فلز قرار می گیرند و با انجام واکنش با خود فلز و یا گازهای موجود در محیط، از واکنش هایی که انجام شدن آنها علت زنگ زدن فلز است، جلوگیری می کنند. این مواد را می توان هم به صورت محلول تهیه کرد و هم می توان آنها را به فلزات پاشید.

زنگ زدن علاوه بر ضررهایی که ایجاد می کند، باعث از بین رفتن زیبایی  فلزات نیز می شود، پس مقابله با آن بسیار مهم است.

mis.hoseinpour
khaterehosseinpour777@gmail.com

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *