COROZIUNEA
Coroziunea este o reactie chimic, electrochimica sau biochimica sub acaiunea mediului inconjurator prin care o substanaa este distrusa, dizolvata sau micsorata paraial sau complet. Termenul coroziune este in special folosit pentru a defini acaiunea treptata asupra metalelor a unor agenai naturali, cum ar fi aerul sau apa sarata.
Cel mai intalnit exemplu de coroziune este ruginirea fierului, o reacaie chimica complexa in care fierul se combina si cu oxigen si cu apa pentru a forma oxid de fier. Oxidul este un solid care menaine aceeasi forma generala a metalului din care a fost format, dar mai poros si mai voluminous, fiind slab si fragil.
Se pot folosi trei metode pentru a preveni ruginirea fierului>
Crearea unui aliaj din fier care sa reziste coroziunii
2. Adaogarea unui strat dintr-un material care sa reacaioneze cu substanaele corozive mult mai rapid decat fierul, astfel pe masura ce acel strat se consuma, fierul este protejat.
3. Acoperirea cu un strat impermeabil in asa fel incat aerul si apa sa nu ajunga la fier.
Crearea unui aliaj din fier este cea mai buna metoda de protecaie dar si cea mai scumpa. Un exemplu ar fi oaelul inoxidabil care se obaine prin combinarea cromiului sau a cromiului si nickelului cu fierul. Acest aliaj nu este absolut inoxdabil dar rezista chiar si sub acaiunea unor substanae corozive puternice, cum ar fi acidul azotic.
A doua metoda, protejarea cu un metal activ, este si ea satisfacatoare dar scumpa. Cel mai intalnit exemplu este metoda galvanizarii, in care fierul este acoperit cu un strat de zinc. :n prezenaa soluaiilor corozive, un potenaial electric apare intre fier si zinc, cauzand dizolvarea zincului si protejarea fierului pe toata perioada existenaei zincului.
A treia metoda, si anume protecaia suprafeaei fierului cu un strat impermeabil, este cea mai ieftina dintre toate si de aceea cea mai des intrebuinaata. Ea satisface cerinaele de protecaie a fierului atata timp cat nu apare nici o fisura pe strat. Odata ce stratul este crapat, ruginirea incepe cel puain la fel de rapid decat daca nu ar fi avut nici o protecaie. Daca stratul protector este format dintr-un metal inactiv, cum ar fi cositor sau crom, un potenaial electric se creaza, protejand stratul de protecaie dar daunand fierului, permiaand ruginei sa acaioneze cu o mai mare viteza. Cele mai eficiente straturi de protecaie sunt cele cu smala, iar cele mai ieftine sunt vopselele speciale, cum ar fi plumbul rosu.
Unele metale, cum ar fi aluminiul, chiar daca sunt foarte active din punct de vedere chimic, nu prezinta urme de coroziune sub condiaii normale de atmosfera. De fapt, aluminiul se oxideaza repede,si un strat subaire, continuu si transparent de oxid se formeaza pe metal, protejandu-l de la o extindere rapida a ruginei. Plumbul si zincul, chiar daca sunt mai inactive decat aluminiul sunt protejate similar de aceste straturi subairi de oxid. Cuprul insa, un metal comparativ, este oxidat incet de catre aer si apa in prezenaa unor acizi slabi, cum ar fi acidul carbonic, producand o substanaa verde si poroasa care nu este altceva decat carbonat de cupru. Aceste produse verzi ale coroziunii, supranumite si cocleli, apar pe aliajele din cupru cum ar fi alama sau bronzul, si de asemenea pe cupru pur.
Unele metale, numite si metale nobile, sunt asa de inactive chimic incat nu sufera de coroziune din atmosfera. Printre ele se numara paladiul, aurul si platina. O combinaaie de apa cu aer si sulfat de hidrogen acaioneaza asupra argintului, care este un metal semi-nobil, dar cantitatea de sulfat de hidrogen prezenta in atmosfera este asa de mica incat gradul de coroziune este neglijabil, exceptand pierderea lustrului si schimbarea in negru a culorii, care este cauzata de formarea sulfatului de argint.
Coroziunea metalelor este o mai mare problema decat a altor materiale. Sticla se corodeaza sub acaiunea unor soluaii alkaline, iar betonul sub acaiunea soluaiilor rezistente la sulfaai. Rezistenaa aceastor materiale se poate mari semnificativ modificandu-le compoziaia.
Datorita rezistenaei la coroziune si a duritaaii a materialelor ceramice, fabricanaii folosesc des smalaul pentru acoperirea metalului si protejarea lui. Ei reusesc acest lucru prin injectare de gaz comprimat care conaine praf ceramic in flacara unei torae de hidro-carbon oxigenat care arde cu o caldura de 2500 grade Celsius. Particulele de praf semi-topit adera la metal, si dupa racire formeaza un strat tare de smala. Aparatele electro-casnice, cum ar fi frigiderele, cuptoarele, masinile de spalat si uscatoarele sunt des acoperite cu un strat de smala.
METODE DE PREVENIRE A COROZIUNII
Camasuirea este un process metalurgic de
legare a straturilor ale acelorlasi sau diferite metale. Combinaaia
rezultata, care de multe ori se realizeaza la preauri mici, poate avea proprietaai
de duritate, conductivitate si rezistenaa impotriva coroziunii care nu pot fi intalnite
intr-un metal pur. Un exemplu de metal de acest
gen este asa-numitul aur suflat, care consista din nucleu de alama sau oael
acoperit de un strat de aur la suprafaaa. Componentele camasuite ale unui avion
pot avea un strat gros de aliaj de aluminiu dur in
interior si apoi straturi subairi de foi de aluminiu pur care este rezistent la
coroziune. Straturile diferite de metal sunt de obicei incalzite si rulate una
peste alta. Alte metode de camasuire
includ> sudarea sau turnarea metalului topit in jurul nucleului intarit.
:nafara de foi si dungi, metalele camasuite sunt
produse si sub forma de fire,
Electrometalizarea (placarea metalelor) este un process electrochimic de depozitare a unui strat subaire de metal pe un alt element, de obicei de origine metalica si acesta. Obiectele sunt electrometalizate pentru a preveni coroziunea, pentru a obaine o suprafaaa dura sau o finisare atractiva, pentru purificarea metalelor sau pentru separarea metalelor pentru analiza cantitativa. Cadmiul, cromul, cuprul, aurul, nickelul, argintul si cositorul sunt metalele cele mai des folosite in electrometalizare. Cele mai intalnite produse realizate prin aceasta metoda sunt tacamurile argintate, accesoriile de masina cromate, oalele placate cu cositor.
:n procesul de electrometalizare, obiectul care trebuie acoperit este pus intr-o baie de soluaie a sarii metalului cu care va fi placat si conectat la capetele negative a unei surse externe de energie. Un curent stabil de voltaj redus, de obicei intre 1 si 6 volai, este necesar pentru acest process. Cand curentul trece prin soluaie, atomii metalului cu care va fi placat ies din soluaie si se depun pe catod, electrodul negativ. Acesti atomi sunt inlocuiai in soluaie de atomi de la anod, daca e compus din metalr cum ar fi cuprul sau argintul. Altfel, adica in momentul cand se foloseste aur sau crom, atomii sunt inlocuiai de adaugari periodice a sarii din soluaie. :n ambele cazuri se creeaza un echilibru intre atomii metalului care ies soluaie si atomii metalului care intra in soluaie pana la terminarea procesului de electrometalizare. Materialele neconductoare pot fi placate prin acoperirea lor mai intaI cu un strat de grafit. :n acest fel sunt placate matricile discurilor de inregistrat.
Pentru a asigura a legatura stransa si durabila intre obiectul placat si materialul de placat, obiectul trebuie curaaat in intregime cu ajutorul unui acid sau a sodei caustice. Pentru a elimina iregularitaai pe suprafaaa obiectului si pentru a asigura calitatea acesteia care contribuie la netezime, densitatea actuala si temperatura trebuie controlate foarte atent. Coloid sau alte substanae speciale compuse pot fi adaogate bai de soluaie pentru imbunataairea uniformitaaii suprafeaei pentru electrometalizat. Unele metale, mai ales cromul, au tendinaa sa placheze mai mult pe proeminenae, lasand fisuri sau chiar parai ale anodului neacoperite.
Smalauirea in industrie este folosit in mod obisnuit pentru protecaia suprafeaelor impotriva coroziunii sau frecarii. Smalauirea a fost introdusa in Statele Unite acum jumatate de secol pentru a inlocui placarea cu cositor, atunci fiind cea mai intalnita metoda de placare a metalelor. Smalauirea este considerata a fi mai practica decat cealalta metoda, mai ieftina si mult mai atractiva pentru consumator.
:n industrie, smalauirea este intrebuinaata pe fier turnat sau pe folii de oael care au fost mai intaI matriaate in forma dorita. Pentru orice fel de smalauire industriala se folosesc materii prime ca borax, silicon, fluorina si feldspat care sunt amestecate intr-o proporaie bine definita si apoi topite la caldura. Acea substanaa rosie, fierbinte, numita topitura, este trecuta prin apa, transformandu-se intr-o substanaa sub forma de pulbere. Acest proces se numeste calcinare. Smalauirea industriala se realizeaza in doua metode, umed sau uscat. :n procesul de smalauire uscat pulberea rezultata este amestecata cu apa, clei si pigmenai si este aplicata suprafeaei metalului prin inmuiere sau stropire cu pulverizatorul. Apoi, smalaul este fuzionat cu metalul intr-un furnal. Straturi adiaionale pot fi adaogate repetand acest process. Primul strat, care are contact direct cu metalul, este cateodata amestecat special pentru a avea o mai mare aderenaa. Celelalte straturi sunt amestecate in asa fel pentru a obaine un model sau o anumita culoare.
:n smalauirea uscata, metalul primeste primul strat cu ajutorul procesului umed, dar fara a mai fi racit. Calcinarea este preparata prin macinare, iar pulberea uscata este cernuta peste suprafaaa fierbinte a primului strat de smala. Obiectul este apoi pus din nou in furnal pentru ca stratul uscat sa fuzioneze si el. Mai mult de o smalauire este de obicei necesara. Smalauirea uscata este intrebuinaata de obicei la articolele din fonta a grupului sanitar, cum ar fi cazile de baie. Procesul umed este mai des intalnit si este folosit pentru smalauirea obiectelor de bucatarie.
Datorita nenumaratelor operaaii implicate in smalauire, producatorii experimenteaza producerea unui singur strat subaire. Acest unic strat ar reduce costurile de producaie, ar avea o mai mare rezistenaa si ar permite o gama mai larga de forme.
Galvanizarea este procesul de acoperire a unui metal, cum ar fi fierul sau oaelul, cu un strat subaire de zinc pentru a-l proteja de acaiunea coroziunii. Zincul este intrebuinaat cu mai multa usurinaa decat alte metale de protecaie cum ar fi cositorul, cromul, nickelul sau aluminiul. Stratul de zinc protejeaza metalul chiar si in locurile unde s-au format fisuri sau mici gauri pe invelis, pentru ca oxigenul reacaioneaza mai mult cu zincul decat cu metalul care trebuie protejat. Cea mai intrebuinaata metoda de galvanizare este procesul de inmuiere la cald. Fierul sau alt element pe baza de metal este cufundat in acid pentru curaaarea de praf, mizerii sau grasimi. Apoi este spalat si inmuiat in zinc topit. :n alt proces galvanic, obiectul metallic este acoperit cu praf de zinc si incalzit intr-un spaaiu ingust la o temperatura ce variaza intre 300 si 420 grade Celsius. Alte metode de galvanizare includ depunerea electrolitica a zincului pe metal sau aplicarea zincului topit cu ajutorul unui pulverizator. Exemple de produse galvanizate in mod current sunt> cosuri de gunoi, folii ondulate pentru acoperis, aevi din fier si sarma
BIBLIOGRAFIE> I.R RI{AVI , GH. DUMITRU , D.TOMESCU
-CHIMIE SI PROBLEME DE CHIMIE-
