Bài 20: Sự ăn mòn kim loại

Sự ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh. Đó là một quá trình hóa học hoặc quá trình điện hóa trong đó kim loại bị oxi hóa thành ion dương.

M → Mn+ + ne.

Có hai dạng ăn mòn kim loại : Ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.

Trong hai dạng ăn mòn trên thì ăn mòn điện hóa xảy ra phổ biến hơn.

Lấy sự ăn mòn sắt làm thí dụ:

- Trong không khí ẩm, trên bề mặt của lớp sắt luôn có một lớp nước rất mỏng đã hòa tan O2 và CO2 trong khí quyển tạo thành một dung dịch chất điện li.

- Sắt và các tạp chất (chủ yếu là cacbon) cùng tiếp xúc với dung dịch đó tạo nên vô số pin rất nhỏ mà sắt là cực âm và cacbon là cực dương.

- Tại cực âm : sắt bị oxi hóa thành ion Fe2+: Fe → Fe2+ + 2e

Các electron được giải phóng chuyển dịch đến cực dương.

-Tại vùng cực dương : O2 hòa tan trong nước bị khử thành ion hiđroxit.

O2 + 2H2O + 4e → 4OH-

Các ion Fe2+ di chuyển từ vùng anot qua dung dịch điện li yếu đến vùng catot và kết hợp với ion OH- để tạo thành sắt (II) hiđroxit. Sắt (II) hiđroxit tiếp tục bị oxi hóa bởi oxi của không khí thành sắt (III) hiđroxit.

Chất này bị phân hủy thành sắt II oxit.

Tác hại của ăn mòn kim loại:

- Phá hủy kim loại, kim loại bị mất dần các tính chất quý

- Thiệt hại về mặt kinh tế : phải thay thế nhiều chi tiết, thiết bị máy móc bị ăn mòn.

+ Cách chóng ăn mòn kim loại :

- Cách li kim loại với môi trường : dùng các chất bền vững với môt trường phủ trên bề mặt kim loại như bôi dầu, mỡ, tráng men, ...

- Dùng phương pháp điện hóa: nối kim loại cần bảo vệ với một kim loại hoạt động hơn tạo thành pin điện hóa. Kim loại hoạt động hơn bị ăn mòn, kim loại còn lại được bảo vệ

Vỏ tàu thép (Fe) được nối với thanh Zn thì vỏ tàu được bảo vệ vì tính khử Zn > Fe. Fe-Zn tạo thành cặp pin điện hóa trong đó Zn bị ăn mòn còn lại Fe được bảo vệ.

Cho lá sắt vào dung dịch H2SO4 loãng , ban đầu có phản ứng

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Xuất hiện bọt khí hidro, sau một thời gian bọt khí H2 sinh ra bám trên mặt thanh sắt sẽ ngăn cản không cho thanh sắt tiếp xúc với dung dịch H2SO4. Phản ứng dừng lại