Korozyona Karşı Paslanma
Korozyon ve paslanma, malzemelerin parçalanmasına neden olan iki kimyasal süreçtir.
Korozyon
Bir malzeme dış ortamla reaksiyona girdiğinde zamanla yapısı bozulur ve küçük parçalara ayrılır. Sonuçta, atomik seviyeye parçalanabilir. Bu korozyon olarak bilinir. Çoğu zaman bu metallerde olur. Metaller dış ortama maruz kaldıklarında atmosferdeki oksijenle oksidasyon reaksiyonlarına gireceklerdir. Metaller dışında polimerler, seramikler gibi malzemeler de parçalanmaya uğrayabilir. Ancak, bu durumda, bozulma olarak bilinir. Metallerin korozyona uğramasına neden olan dış etkenler su, asitler, bazlar, tuzlar, yağlar ve diğer katı ve sıvı kimyasallardır. Bunların dışında metaller asit buharları, formaldehit gazı, amonyak gazı ve kükürt içeren gazlar gibi gaz halindeki maddelere maruz kaldıklarında paslanırlar. Korozyon işleminin temeli bir elektrokimyasal reaksiyondur. Korozyonun meydana geldiği metalde katodik ve anodik reaksiyon gerçekleşir. Metal atomları suya maruz kaldıklarında elektronları oksijen moleküllerine bırakırlar ve pozitif metal iyonları oluştururlar. Bu anodik reaksiyondur. Üretilen elektronlar katodik reaksiyon tarafından tüketilir. Katodik reaksiyon ve anodik reaksiyonun gerçekleştiği iki yer, koşullara bağlı olarak birbirine yakın veya uzak olabilir. Bazı malzemeler korozyona karşı dirençliyken, bazıları korozyona eğilimlidir. Ancak bazı yöntemlerle korozyon önlenebilir. Kaplama, malzemeleri korozyondan koruma yöntemlerinden biridir. Buna boyama, kaplama, yüzeye emaye uygulama vb. dahildir.
Paslanma
Paslanma, demir içeren metallerde yaygın olan kimyasal bir işlemdir. Başka bir deyişle, demir varken meydana gelen korozyon işlemine paslanma denir. Paslanmanın gerçekleşmesi için belirli şartların olması gerekir. Oksijen ve nem veya su varlığında demir bu reaksiyona girer ve bir dizi demir oksit oluşturur. Bu kırmızımsı kahverengi renkli bileşik pas olarak bilinir. Yani pas, hidratlı demir (III) oksit Fe2O3·nH2O ve demir içerir (III) oksit-hidroksit (FeO(OH), Fe(OH)3). Paslanma bir yerde başlarsa, sonunda yayılır ve tüm metal parçalanır. Sadece demir değil, demir içeren metaller (alaşımlar) da paslanır.
Paslanma, elektronların demirden oksijene aktarılmasıyla başlar. Demir atomları iki elektron aktarır ve aşağıdaki gibi demir (II) iyonları oluşturur.
Fe → Fe2+ + 2 e−
Oksijen, suyun varlığında elektronları kabul ederek hidroksit iyonları oluşturur.
O2 + 4 e– + 2 H2O → 4 OH –
Asitlerin varlığında yukarıdaki reaksiyonlar hızlanır. Ayrıca, tuzlar gibi elektrolitler olduğunda reaksiyon daha da artar. Pas, demir (III) iyonları içerir, bu nedenle oluşan Fe2+ redoks reaksiyonuna girer, Fe3+aşağıdaki gibi verir.
4 Fe2+ + O2 → 4 Fe3+ + 2 O 2−
Fe3+ ve Fe2+ su ile asit baz reaksiyonlarına girerler.
Fe2+ + 2 H2O ⇌ Fe(OH)2 + 2 H+
Fe3+ + 3 H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3 H+
Sonunda, pas olarak bir dizi hidratlı demir oksit oluşur.
Fe(OH)2 ⇌ FeO + H2O
Fe(OH)3 ⇌ FeO(OH) + H2O
2 FeO(OH) ⇌ Fe2O3 + H2O
Korozyon ve Paslanma arasındaki fark nedir?
• Paslanma bir tür korozyondur.
• Demir veya demir içeren malzemeler korozyona uğradığında paslanma olarak bilinir.
• Paslanma bir dizi demir oksit üretirken, korozyon metalin tuzlarına veya oksitlerine neden olabilir.
