Koroze je spontánní destrukce kovu pod vlivem prostředí. Na kov mohou mít negativní vliv jakékoliv faktory – chemické, fyzikálně-chemické, elektrochemické. Korozi nepodléhají pouze čisté kovy – mnoho slitin může také rezavět.
Jak probíhá proces rezivění
Korozi kovů lze na volném prostranství ve vlhkém prostředí pozorovat poměrně často – na povrchu vznikají nerozpustné sloučeniny, oxidy (v důsledku kontaktu s kyslíkem), uhličitany (z reakce s oxidem uhličitým CO₂ ve vzduchu) a sulfidy odpovídající kov. Typickým příkladem rezivění je výskyt červenohnědých povlaků na ocelových předmětech (formy oxidu a hydroxidu trojmocného železa). Rovnice procesu je následující:
4Fe + 6H3 + 4OXNUMX = XNUMXFe(OH)XNUMX (hydroxid železitý – nerozpustná báze červenohnědé barvy)
Když tato reakce probíhá, stačí přístup vzduchu a vlhkosti, které se dostanou do kontaktu s kovovým povrchem. Protože je Fe(OH)₃ v této formě poměrně nestabilní sloučenina, rychle ztrácí vodu a tvoří oxid Fe₂O3:
2Fe(OH)3 = FeXNUMX + XNUMXHXNUMX
Oxid železitý není oxidový film, který může chránit kov před další destrukcí. Tvorba nezastaví následnou oxidaci kovu na povrchu Fe203, takže pokud není rez včas odstraněna, může být kov zcela zničen.
To se nestává u všech kovů – v procesu koroze jsou některé (například hliník) pokryty silným oxidovým filmem, který chrání kovový povrch před další destrukcí. Teprve po jeho odstranění začne kov opět reagovat s okolím
4Al + 2H3 + 4OXNUMX = XNUMXAlO(OH) (vytváří se bílá vločkovitá látka metahydroxid hlinitý)
Nízko reaktivní kovy (například měď, která je pokryta patinou, nazelenalým povlakem) korodují mnohem pomaleji a slaběji než aktivní. Ušlechtilé kovy se působením prostředí téměř nepoškodí – zlato Au, stříbro Ag, platina Pt atd.
Jak odstranit rez doma
Na povrchu železných předmětů se často objevují stopy rzi. Pokud destrukce začala nedávno a povrch kovu není příliš poškozen, lze rez odstranit doma.
Často se k tomu používá nejjednodušší metoda – mechanické odstranění rzi hrubým kovovým kartáčem. Pro rychlejší dosažení efektu si můžete připravit pastu z jedlé sody nebo peroxidu vodíku (nebo vody) s vinným kamenem, pastou potřít povrch kovu a poté otřít. Pro velké předměty se používají hrubé brusky a stroje. Pracují na stejném principu jako hrubé kartáče – když se kotouč otáčí, rez je odstraněn. Je důležité pečlivě odstranit korozi, protože je možné, že stroj může poškodit čistý povrch kovu.
K odstranění rzi se hodí zejména jakékoliv kyseliny – reakcí s oxidy a hydroxidy železa rozpouštějí nežádoucí útvary.
Obecně existuje několik jednoduchých metod pro odstranění rzi kyselinami:
- namáčení v jablečném octě (stačí předmět přes noc ponořit do octového roztoku a poté rez odstranit kouskem zmuchlané fólie, lze jej i opláchnout octem);
- namočení v citronové nebo limetkové šťávě (pro účinnější odstranění stop koroze můžete kovový povrch posypat kuchyňskou solí, opláchnout citronovou nebo limetkovou šťávou a nechat dlouho působit; poté jako u octa potřít rez zmačkanou fólií);
- namáčení v kyselině chlorovodíkové nebo fosforečné (často se s tím setkáváme v každodenním životě a poměrně účinně působí proti korozi). Kyselina ortofosforečná obsažená v Coca Cole znamená, že ji lze také použít k odstranění rzi z kovu.
Rez lze z malých předmětů odstranit položením brambory na kovový povrch nebo zapíchnutím předmětu do brambory – kyselina šťavelová obsažená v bramborách také poskytuje účinnou ochranu proti korozi.
K odstranění rzi z kovu jsou užitečné speciální kapaliny – jednoduše je nanesete na rezavý povrch a po krátké době rez odstraníte. Obvykle mají dost toxické složení, proto dodržujte pokyny a dodržujte bezpečnostní pravidla.
Kov lze čistit i elektrolýzou – připravte si roztok jedlé sody (1 polévková lžíce na 4 litry vody). Jako anodu můžete použít kus oceli (měl by být přitahován magnetem; hliník nebo nerezová ocel nebudou vhodné). Na část anody, která je nad roztokem, připevněte kladnou svorku kabelu a na nerezovou část čištěného předmětu zápornou svorku (je důležité, aby svorka a kabel nebyly v roztoku) . Po připojení kabelu k baterii můžete systém zapnout. Po 8–12 hodinách dojde k reakci a předmět lze odstranit, přičemž předtím vypněte napájení – veškerá rez se z kovu stáhne a shromáždí se na oceli. Kov ale asi bude potřeba očistit hrubým kartáčem od zbytků oxidů.
Jak chránit kovy před korozí
Existuje několik metod, jak zabránit ničení kovů pod vlivem prostředí. Neposkytují 100% výsledek – korozní procesy lze zcela zastavit pouze v atmosféře inertních plynů (například argonu). Ve většině případů je to nemožné.
Kovové povlaky
Hlavním způsobem boje proti korozi je nanášení různých povlaků na povrch kovu (kovové, nekovové, chemické). Kovové povlaky se dodávají ve dvou typech:
- anoda (pokrytí méně aktivního kovu aktivnějším – např. pokrytí železa zinkem);
- katoda (překrytí aktivnějšího kovu méně aktivním – např. pokrytí železa mědí).
Důležitým rozdílem v těchto typech povlaků je to, že při použití anodového povlaku je chráněný kov zcela zachován, dokud není povlak zcela opotřebován. U katodové metody stačí jediný případ poškození filmu, aby se chráněný kov začal rozpadat.
Nekovové povlaky
Nekovové povlaky obvykle zahrnují polymerní hmoty, neorganické a organické sloučeniny – například laky, barvy, cementové a sklu podobné hmoty. Mají mnohem nižší reaktivní schopnost, a tak udržují kov neporušený.
Chemické nátěry
Chemická ochrana před korozí znamená vytvoření odolného filmu na povrchu kovu, který nedovolí rozpadu kovu. Tyto filmy lze získat následujícími metodami:
- dusíkatost – nasycení kovového povrchu dusíkem;
- oxidace – vytváření odolných oxidových filmů (např. Al2O₃, BeO);
- fosfátování – vytvoření ochranného fosfátového filmu (např. Fe₃(PO₄)₂).
Také metody chemické ochrany před korozí, jako je leštění a cementování, jsou také rozšířené. V prvním případě dochází k reakci povrchu kovu s organickými látkami a ve druhém k tvorbě uhlíkových sloučenin na povrchu
Elektrochemická ochrana
Kov lze chránit elektrochemicky. Někdy je ochranným druhem mysl – ke kovovému předmětu je připevněna destička z aktivnějšího kovu (v tomto případě je tento kov chránič). Aktivnější kov má nižší potenciál a anoda také. Při spuštění proudu se začne rozpadat, přičemž chráněný kov (v tomto případě katoda) je zachován nepoškozený.
Pokud připojíte chráněný kov ke katodě (záporně nabitý elektron) zdroje stejnosměrného proudu, stane se chráněný kov sám katodou. V tomto případě se nerozpadne katoda, ale anoda (jako anoda se používá kovový šrot – při rozpadu chrání katodu před zničením).
Jiné způsoby ochrany
V některých případech pomáhá přidávat do kovu sloučeniny, které zvyšují jeho odolnost vůči korozi (mění se technické složení materiálu a konzervovaný kov nekoroduje tak silně, jako by tomu bylo v čisté formě). Jiné kovy se také používají jako přísady, které jsou méně náchylné k rezivění, nebo neorganické nebo organické sloučeniny.
Inhibitory koroze jsou látky, které zabraňují a zastavují poškození kovů. Obvykle se jejich přidáním změní vlastnosti prostředí, ve kterém se kov nachází, což je příznivé pro zachování neporušeného povrchu. Jako inhibitory lze použít různé látky – v závislosti na typu kovu a příčině koroze. Například, aby se zabránilo rezivění železa, lze do prostředí, pokud je vlhké, vnášet dvojchroman draselný nebo aminy. Klikněte zde pro úžasné experimenty se železem.
V některých případech se nezavádějí inhibitory, ale z prostředí se odstraňují agresivnější prvky způsobující korozi (například přebytečná vlhkost). Při použití domácích metod odstraňování rzi je důležité dbát opatrnosti, protože to často zahrnuje práci s žíravinami. Všechna mechanická brusiva jsou poměrně drsná, takže by se mělo pracovat v ochranných rukavicích, aby nedošlo k poškrábání.
