COROZIUNEA

Coroziunea este o reactie chimic, electrochimic\ sau biochimic\ sub ac]iunea mediului ;nconjur\tor prin care o substan]\ este distrus\, dizolvat\ sau mic[orat\ par]ial sau complet. Termenul coroziune este ;n special folosit pentru a defini ac]iunea treptat\ asupra metalelor a unor agen]i naturali, cum ar fi aerul sau apa s\rat\.

Cel mai ;nt=lnit exemplu de coroziune este ruginirea fierului, o reac]ie chimic\ complex\ ;n care fierul se combin\ [i cu oxigen [i cu ap\ pentru a forma oxid de fier. Oxidul este un solid care men]ine aceea[i form\ general\ a metalului din care a fost format, dar mai poros [i mai voluminous, fiind slab [i fragil.

Se pot folosi trei metode pentru a preveni ruginirea fierului> 33274sks26qxg3o

1. Crearea unui aliaj din fier care s\ reziste coroziunii

2. Ad\ogarea unui strat dintr-un material care s\ reac]ioneze cu substan]ele corozive mult mai rapid dec=t fierul, astfel pe masur\ ce acel strat se consum\, fierul este protejat.

3. Acoperirea cu un strat impermeabil ;n a[a fel ;nc=t aerul [i apa s\ nu ajung\ la fier.

Crearea unui aliaj din fier este cea mai bun\ metod\ de protec]ie dar [i cea mai scump\. Un exemplu ar fi o]elul inoxidabil care se ob]ine prin combinarea cromiului sau a cromiului si nickelului cu fierul. Acest aliaj nu este absolut inoxdabil dar rezist\ chiar [i sub ac]iunea unor substan]e corozive puternice, cum ar fi acidul azotic. kx274s3326qxxg

A doua metod\, protejarea cu un metal activ, este [i ea satisf\c\toare dar scump\. Cel mai ;nt=lnit exemplu este metoda galvaniz\rii, ;n care fierul este acoperit cu un strat de zinc. :n prezen]a solu]iilor corozive, un poten]ial electric apare ;ntre fier [i zinc, cauz=nd dizolvarea zincului si protejarea fierului pe toat\ perioada existen]ei zincului.

A treia metod\, [i anume protec]ia suprafe]ei fierului cu un strat impermeabil, este cea mai ieftin\ dintre toate [i de aceea cea mai des ;ntrebuin]at\. Ea satisface cerin]ele de protec]ie a fierului at=ta timp c=t nu apare nici o fisur\ pe strat. Odat\ ce stratul este cr\pat, ruginirea ;ncepe cel pu]in la fel de rapid dec=t dac\ nu ar fi avut nici o protec]ie. Dac\ stratul protector este format dintr-un metal inactiv, cum ar fi cositor sau crom, un poten]ial electric se creaz\, protej=nd stratul de protec]ie dar d\un=nd fierului, permi]=nd ruginei s\ ac]ioneze cu o mai mare vitez\. Cele mai eficiente straturi de protec]ie sunt cele cu smal], iar cele mai ieftine sunt vopselele speciale, cum ar fi plumbul ro[u.

Unele metale, cum ar fi aluminiul, chiar dac\ sunt foarte active din punct de vedere chimic, nu prezint\ urme de coroziune sub condi]ii normale de atmosfer\. De fapt, aluminiul se oxideaz\ repede,[i un strat sub]ire, continuu [i transparent de oxid se formeaz\ pe metal, protej=ndu-l de la o extindere rapid\ a ruginei. Plumbul [i zincul, chiar dac\ sunt mai inactive dec=t aluminiul sunt protejate similar de aceste straturi sub]iri de oxid. Cuprul ;ns\, un metal comparativ, este oxidat ;ncet de c\tre aer [i ap\ ;n prezen]a unor acizi slabi, cum ar fi acidul carbonic, produc=nd o substan]\ verde [i poroas\ care nu este altceva dec=t carbonat de cupru. Aceste produse verzi ale coroziunii, supranumite [i cocleli, apar pe aliajele din cupru cum ar fi alama sau bronzul, [i de asemenea pe cupru pur.

Unele metale, numite [i metale nobile, sunt a[a de inactive chimic ;nc=t nu sufer\ de coroziune din atmosfer\. Printre ele se num\r\ paladiul, aurul [i platina. O combina]ie de ap\ cu aer [i sulfat de hidrogen ac]ioneaz\ asupra argintului, care este un metal semi-nobil, dar cantitatea de sulfat de hidrogen prezent\ ;n atmosfer\ este a[a de mic\ ;nc=t gradul de coroziune este neglijabil, except=nd pierderea lustrului [i schimbarea ;n negru a culorii, care este cauzat\ de formarea sulfatului de argint.

Coroziunea metalelor este o mai mare problem\ dec=t a altor materiale. Sticla se corodeaz\ sub ac]iunea unor solu]ii alkaline, iar betonul sub ac]iunea solu]iilor rezistente la sulfa]i. Rezisten]a aceastor materiale se poate m\ri semnificativ modific=ndu-le compozi]ia.

Datorit\ rezisten]ei la coroziune [i a durit\]ii a materialelor ceramice, fabrican]ii folosesc des smal]ul pentru acoperirea metalului [i protejarea lui. Ei reu[esc acest lucru prin injectare de gaz comprimat care con]ine praf ceramic ;n flac\ra unei tor]e de hidro-carbon oxigenat care arde cu o c\ldur\ de 2500 grade Celsius. Particulele de praf semi-topit ader\ la metal, [i dup\ r\cire formeaz\ un strat tare de smal]. Aparatele electro-casnice, cum ar fi frigiderele, cuptoarele, ma[inile de sp\lat [i usc\toarele sunt des acoperite cu un strat de smal].

METODE DE PREVENIRE A COROZIUNII

C\m\[uirea este un process metalurgic de legare a straturilor ale acelorla[i sau diferite metale. Combina]ia rezultat\, care de multe ori se realizeaz\ la pre]uri mici, poate avea propriet\]i de duritate, conductivitate [i rezisten]\ ;mpotriva coroziunii care nu pot fi ;nt=lnite ;ntr-un metal pur. Un exemplu de metal de acest gen este a[a-numitul aur suflat, care consist\ din nucleu de alam\ sau o]el acoperit de un strat de aur la suprafa]\. Componentele c\m\[uite ale unui avion pot avea un strat gros de aliaj de aluminiu dur ;n interior [i apoi straturi sub]iri de foi de aluminiu pur care este rezistent la coroziune. Straturile diferite de metal sunt de obicei ;nc\lzite [i rulate una peste alta. Alte metode de c\m\[uire includ> sudarea sau turnarea metalului topit ;n jurul nucleului ;nt\rit. :nafar\ de foi [i dungi, metalele c\m\[uite sunt produse [i sub form\ de fire, b\ri [i tuburi.

Electrometalizarea (placarea metalelor) este un process electrochimic de depozitare a unui strat sub]ire de metal pe un alt element, de obicei de origine metalic\ [i acesta. Obiectele sunt electrometalizate pentru a preveni coroziunea, pentru a ob]ine o suprafa]\ dur\ sau o finisare atractiv\, pentru purificarea metalelor sau pentru separarea metalelor pentru analiz\ cantitativ\. Cadmiul, cromul, cuprul, aurul, nickelul, argintul [i cositorul sunt metalele cele mai des folosite ;n electrometalizare. Cele mai ;nt=lnite produse realizate prin aceast\ metod\ sunt tac=murile argintate, accesoriile de ma[in\ cromate, oalele placate cu cositor.

:n procesul de electrometalizare, obiectul care trebuie acoperit este pus intr-o baie de solu]ie a s\rii metalului cu care va fi placat [i conectat la capetele negative a unei surse externe de energie. Un curent stabil de voltaj redus, de obicei ;ntre 1 [i 6 vol]i, este necesar pentru acest process. C=nd curentul trece prin solu]ie, atomii metalului cu care va fi placat ies din solu]ie [i se depun pe catod, electrodul negativ. Ace[ti atomi sunt ;nlocui]i ;n solu]ie de atomi de la anod, dac\ e compus din metalr cum ar fi cuprul sau argintul. Altfel, adic\ ;n momentul c=nd se folose[te aur sau crom, atomii sunt ;nlocui]i de ad\ug\ri periodice a s\rii din solu]ie. :n ambele cazuri se creeaz\ un echilibru ;ntre atomii metalului care ies solu]ie [i atomii metalului care intr\ ;n solu]ie p=n\ la terminarea procesului de electrometalizare. Materialele neconductoare pot fi placate prin acoperirea lor mai ;nt=I cu un strat de grafit. :n acest fel sunt placate matricile discurilor de ;nregistrat.

Pentru a asigura a leg\tur\ str=ns\ [i durabil\ ;ntre obiectul placat [i materialul de placat, obiectul trebuie cur\]at ;n ;ntregime cu ajutorul unui acid sau a sodei caustice. Pentru a elimina iregularit\]i pe suprafa]a obiectului [i pentru a asigura calitatea acesteia care contribuie la netezime, densitatea actual\ [i temperatura trebuie controlate foarte atent. Coloid sau alte substan]e speciale compuse pot fi ad\ogate b\i de solu]ie pentru ;mbun\t\]irea uniformit\]ii suprafe]ei pentru electrometalizat. Unele metale, mai ales cromul, au tendin]a s\ placheze mai mult pe proeminen]e, l\s=nd fisuri sau chiar p\r]i ale anodului neacoperite.

Sm\l]uirea ;n industrie este folosit ;n mod obi[nuit pentru protec]ia suprafe]elor ;mpotriva coroziunii sau frec\rii. Sm\l]uirea a fost introdus\ ;n Statele Unite acum jumatate de secol pentru a ;nlocui placarea cu cositor, atunci fiind cea mai ;nt=lnit\ metod\ de placare a metalelor. Sm\l]uirea este considerat\ a fi mai practic\ dec=t cealalt\ metod\, mai ieftin\ [i mult mai atractiv\ pentru consumator.

:n industrie, sm\l]uirea este ;ntrebuin]at\ pe fier turnat sau pe folii de o]el care au fost mai ;nt=I matri]ate ;n forma dorit\. Pentru orice fel de sm\l]uire industrial\ se folosesc materii prime ca borax, silicon, fluorin\ [i feldspat care sunt amestecate ;ntr-o propor]ie bine definit\ [i apoi topite la c\ldur\. Acea substan]\ ro[ie, fierbinte, numit\ topitur\, este trecut\ prin ap\, transform=ndu-se ;ntr-o substan]\ sub form\ de pulbere. Acest proces se nume[te calcinare. Sm\l]uirea industrial\ se realizeaz\ ;n dou\ metode, umed sau uscat. :n procesul de sm\l]uire uscat pulberea rezultat\ este amestecat\ cu ap\, clei [i pigmen]i [i este aplicat\ suprafe]ei metalului prin ;nmuiere sau stropire cu pulverizatorul. Apoi, smal]ul este fuzionat cu metalul ;ntr-un furnal. Straturi adi]ionale pot fi ad\ogate repet=nd acest process. Primul strat, care are contact direct cu metalul, este c=teodat\ amestecat special pentru a avea o mai mare aderen]\. Celelalte straturi sunt amestecate ;n a[a fel pentru a ob]ine un model sau o anumit\ culoare.

:n sm\l]uirea uscat\, metalul prime[te primul strat cu ajutorul procesului umed, dar f\r\ a mai fi r\cit. Calcinarea este preparat\ prin m\cinare, iar pulberea uscat\ este cernut\ peste suprafa]a fierbinte a primului strat de smal]. Obiectul este apoi pus din nou ;n furnal pentru ca stratul uscat sa fuzioneze [i el. Mai mult de o sm\l]uire este de obicei necesar\. Sm\l]uirea uscat\ este ;ntrebuin]at\ de obicei la articolele din font\ a grupului sanitar, cum ar fi c\zile de baie. Procesul umed este mai des ;nt=lnit [i este folosit pentru sm\l]uirea obiectelor de buc\t\rie.

Datorit\ nenum\ratelor opera]ii implicate ;n sm\l]uire, produc\torii experimenteaz\ producerea unui singur strat sub]ire. Acest unic strat ar reduce costurile de produc]ie, ar avea o mai mare rezisten]\ [i ar permite o gam\ mai larg\ de forme. 

Galvanizarea este procesul de acoperire a unui metal, cum ar fi fierul sau o]elul, cu un strat sub]ire de zinc pentru a-l proteja de ac]iunea coroziunii. Zincul este ;ntrebuin]at cu mai mult\ u[urin]\ dec=t alte metale de protec]ie cum ar fi cositorul, cromul, nickelul sau aluminiul. Stratul de zinc protejeaz\ metalul chiar [i ;n locurile unde s-au format fisuri sau mici g\uri pe ;nveli[, pentru c\ oxigenul reac]ioneaz\ mai mult cu zincul dec=t cu metalul care trebuie protejat. Cea mai ;ntrebuin]at\ metod\ de galvanizare este procesul de ;nmuiere la cald. Fierul sau alt element pe baz\ de metal este cufundat ;n acid pentru cur\]area de praf, mizerii sau gr\simi. Apoi este sp\lat [i ;nmuiat ;n zinc topit. :n alt proces galvanic, obiectul metallic este acoperit cu praf de zinc [i ;nc\lzit ;ntr-un spa]iu ;ngust la o temperatur\ ce variaz\ ;ntre 300 [i 420 grade Celsius. Alte metode de galvanizare includ depunerea electrolitic\ a zincului pe metal sau aplicarea zincului topit cu ajutorul unui pulverizator. Exemple de produse galvanizate ;n mod current sunt> co[uri de gunoi, folii ondulate pentru acoperi[, ]evi din fier [i s=rm\

BIBLIOGRAFIE> I.R RI{AVI , GH. DUMITRU , D.TOMESCU

—CHIMIE SI PROBLEME DE CHIMIE—