Utlenianie metalu ma miejsce, gdy jonowa reakcja chemiczna zachodzi na powierzchni metalu, gdy obecny jest tlen. Podczas tego procesu elektrony przemieszczają się z metalu do cząsteczek tlenu. Następnie ujemne jony tlenu wytwarzają i przedostają się do metalu, co prowadzi do powstania powierzchni tlenkowej. Utlenianie jest formą korozja metali.
Kiedy dochodzi do utleniania?
Ten proces chemiczny może zachodzić w powietrzu lub po wystawieniu metalu na działanie wody lub kwasów. Najczęstszym przykładem jest korozja stal, czyli przekształcenie cząsteczek żelaza na powierzchni stali w tlenki żelaza, najczęściej Fe2O3 i Fe3O4.
Jeśli kiedykolwiek widziałeś stary, zardzewiały samochód lub zardzewiałe kawałki metalu, widziałeś utlenianie w pracy.
Metale odporne na utlenianie
Metale szlachetne, takie jak platyna lub złoto, są odporne na utlenianie w stanie naturalnym. Inne takie metale obejmują ruten, rod, pallad, srebro, osm i iryd. Wiele stopów odpornych na korozję zostało wynalezionych przez ludzi, takich jak stal nierdzewna i mosiądz.
Choć można by pomyśleć, że wszystkie metale odporne na utlenianie będą uważane za metale szlachetne, tak nie jest. Tytan, niob i tantal są odporne na korozję, ale nie są klasyfikowane jako metale szlachetne. W rzeczywistości nie wszystkie gałęzie nauki zgadzają się co do definicji metali szlachetnych. Chemia jest bardziej hojna dzięki definicji metali szlachetnych niż fizyka, która ma bardziej ograniczoną definicję.
Metale odporne na utlenianie są przeciwieństwem podatnych na nie metali, znanych jako metale podstawowe. Przykłady metali nieszlachetnych obejmują miedź, ołów, cynę, aluminium, nikiel, cynk, żelazo, stal, molibden, wolfram i inne metale przejściowe. Mosiądz i brąz oraz stopy tych metali są również klasyfikowane jako metale nieszlachetne.
Skutki korozji
Zapobieganie korozji stało się lukratywnym przemysłem. Nikt nie chce jechać zardzewiałym samochodem, jeśli może mu pomóc. Ale korozja to coś więcej niż kosmetyczny problem. Korozja może być niebezpieczna, jeśli wpływa na infrastrukturę, taką jak budynki, mosty, rury kanalizacyjne, zaopatrzenie w wodę, statki i inne jednostki pływające. Korozja może osłabić infrastrukturę, zagrażając życiu. Więc gdy zapobieganie korozji może być kosztowne, z pewnością jest konieczne.
Głośny kryzys związany z wodą pitną we Flint w stanie Michigan rozpoczął się w 2014 roku i stanowi przykład tego, jak korozja może mieć niszczycielski wpływ na życie ludzi. Water Research Center oferuje pewne sygnały ostrzegawcze, że na twoją wodę może do pewnego stopnia wpłynąć korozja. Jeśli stwierdzisz, że musisz przepłukać wodę przez krótki czas, aby wyeliminować przebarwienia lub gorzki smak, prawdopodobnie występuje problem z korozją w rurach. Niebiesko-zielone plamy w misach lub wzdłuż połączeń miedzianych rur są kolejną oznaką możliwej korozji.