תוֹכֶן

• חֲשִׁיבוּת
• הכימיה של חלודה
• יונים
• טֶמפֶּרָטוּרָה
• מִבְנֶה
• מְנִיעָה

חלודה על מסמר היא תוצאה של תגובה כימית שתלויה במספר גורמים. גורמים אלה קשורים ישירות לאופי הציפורן והסביבה שמסביב. מסמר ברזל נקבובי ולא מצופה במדיום חומצי וחם עם יונים רבות כדי לקיים אינטראקציה עם המשטח הוא המצב בו הוא יחליד מהר יותר.

חֲשִׁיבוּת

מסמרים הם חלק מחפצי המתכת השונים הנתונים לחלודה. המכונה גם קורוזיה, הוא גורם נזק כימי לחפצי מתכת ויכול לגרום לאובדן שלמות מבנית וכשל. תקלות עלולות לפגוע ברכבים, בתים, גשרים ובמוצרי צריכה מגוונים. התגובה הכימית של חלודה היא חמצון (אובדן אלקטרונים) של ברזל.

הכימיה של חלודה

חמצון ברזל מתחיל באובדן אלקטרונים הכוללים ברזל בתמיסה. אלקטרונים אלה מייצרים יוני הידרוקסיד בנוכחות מים וחמצן. תלוי ברמת החמצן הקיים, לברזל המחומצן יהיה מטען חיובי של +3 (רמות חמצן גבוהות) או +2 (חמצן נמוך). יונים אלה אינם יציבים וימשיכו להגיב עם מים וחמצן לייצור תחמוצת ברזל (Fe2O3), הידוע בכינויו חלודה.

יונים

להיווצרותם ותגובותיהם של היונים חשיבות עליונה להגברת קצב החלודה. ניתן להגביר את היווצרותם של יוני ברזל על ידי מצבים חומציים ונוכחותם של יונים אחרים (אלקטרוליטים). בתמיסות חומציות ישנם יותר יונים מימן (H +), יונים אלו מוציאים אלקטרונים מהברזל, כך שהעלייה בחומציות תגדיל את ייצור יוני הברזל וכך נוצר חלודה. תוספת מלחים למים מייצרת גם יונים שיכולים להוציא אלקטרונים מהברזל, ולהפיק תוצאות דומות.

טֶמפֶּרָטוּרָה

טמפרטורה היא מדד לתנועה. ברמה האטומית והמולקולרית, העלייה בטמפרטורה מאפשרת עלייה בקצב האינטראקציות. זה יכול להוביל לעלייה במהירות התגובה. הגדלת הטמפרטורה של תגובת היווצרות החלודה מגבירה את הניידות המולקולרית של מים, מימן והידרוקסיד, מה שעלול להגביר את ייצור היונים ואת היווצרות החלודה.

מִבְנֶה

מבנה הציפורן מהווה גורם נוסף להיווצרות חלודה. זאת בשל ההבדל בשטח הפנים החשוף למים והיונים הקיימים בהם. זה חשוב מכיוון ש -10 ציפורניים באותו עיצוב בסיסי (בסולם של 1/10 מהגודל), יחלידו מהר יותר ממסמר אחד מאותה המסה. לכן, למרות הציפורניים השונות בעלות המסה זהה, שטח הפנים החשוף שלהן ישנה ישירות את קצב היווצרות החלודה.

מְנִיעָה

קו ההגנה הראשון מפני חלודה הוא יצירת מחסום בין הציפורן ללחות באוויר. זה עשוי לכלול ציפוי של שמן, צבע או גלוון. ציפוי ברזל מורכב מציפוי אבץ היוצר מחסום פיזיקלי וכימי כנגד היווצרות חלודה. בנוסף, היפוך התנאים ליצירת חלודה ימנע זאת - תמיסות אלקליין וטמפרטורות נמוכות.