Metallar va ular asosida yasalgan buyumlar, jihozlar ochiq havoda turganda yoki ishlatilganda yemiriladi, ya'ni korroziyalanadi.
Metallar korroziyasi - metall va metall qotishmalarining tashqi muhit ta'sirida kimyoviy yoki elektrokimyoviy yemirilish hodisasidir. Har qanday korroziyalanish oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining natijasidir.
Metallarning korroziyalanishiga sababchilar: havodagi nam (H₂O), kislorod (O2), agressiv gazlar (CO2, SO2, H2S, Cl₂) va boshqalar.
Korroziya ikki xil bo'ladi: kimyoviy korroziya va elektrokimyoviy korroziya.
Kimyoviy korroziya
Bu korroziyani boshqacha qilib gazlar ta'siridagi korroziya ham deyiladi. Bunday korroziyada metall gazlar (O2, CO2, SO2, H₂S, Cl2) bilan ta'sirlashib o'z sirtida oksid yoki boshqa birikmalarni hosil qiladi va yemirila boshlaydi. Ko'pchilik hollarda metall oksidlari hosil boʻlib, ular juda barqaror moddalar bo'lgani uchun metall sirtida yupqa "oksid parda" hosil qiladi va metallni keyingi korroziyalanishdan saqlaydi. Masalan: Al metali sirti Al₂O, bilan, Cr-sirti Cr₂O, bilan qoplanadi. Ba'zi hollarda bu oksidlar "parda" holida bo'lmaydi. Masalan, temirning sirtida FeO va Fe3O4 - oksidlar hosil bo'lishi mumkin. Lekin bu oksid pardalar bo'laklanib "yirtilib" ketishi tufayli temirning korroziyalanishi davom etaveradi.
Yuqoridagilarga asoslanib shuni aytish mumkinki, gazlar ta'siridagi korroziya oksidlovchining kuchiga, hosil boʻladigan oksid pardaning xossasi va tuzilishiga, kislorod (yoki boshqa gaz)ning metall qatlamiga singuvchanligi-diffuziyalanishiga, metall atomlarining hosil boʻlgan oksid qatlamga diffuziyalanishiga va oksidning uchuvchanligiga bog'liq bo'ladi.
Bu o'rinda shuni aytish lozimki, metallar qotishmalari oksid pardalar yordamida korroziyadan kam yemiriladi. Chunki bunda qo'sh oksidlari MeO, MexOu tarkibli birikmalar hosil boʻlib, bu oksidlar Me+2 va Me+3 larning aralash oksidlaridan iborat birikma "shpinel" tuzilishli bo'lgani uchun juda barqaror bo'ladi.
Masalan: Mg-Al qotishmasi MgO, Al2O3 - tarkibli "shpinel" hosil qilgani uchun bu qotishma korroziyaga juda chidamlidir. Lekin hamma hollarda ham oksidlarning (yoki boshqa birikmalarning) hosil bo'lishi korroziyani to'xtatmaydi, aksincha uni tezlashtirib, metallning fizik-kimyoviy xossalarini o'zgarishiga olib keladi. Bunday holat yuqori oksidlanish darajasi (+5, +6, +7) namoyon qiluvchi metallarda kuzatiladi.
Masalan: W-volfram oʻtga chidamli, qiyin suyuqlanuvchan metall (t° 3390°C). Gazlarda korroziyalanish tufayli kislorodli muhitda suyuq WO3, xlorli muhitda WCl6 birikmalarini hosil qiladi. Bu birikmalarning
tsuyuq WO3 = 1930 C , t suyuq WCl6 = 347 C boʻlgani va oson uchuvchan boʻlgani uchun tezlashtiradi
va oʻtga chidamlilik xususiyatini kamaytiradi.
Elektrokimyoviy korroziya
Turli metallar o'zaro bir-biriga tegib turganda agressiv muhit ta'sirida elektr potensiallar farqi yuzaga kelishi tufayli sodir bo'ladigan korroziya.
Koʻpchilik hollarda bu korroziyaning asosiy "aybdori" metall sirtini qoplab turgan namlik yoki suv boʻladi. Chunki pH = 7 da suvning qaytarilish normal elektrod potensiali Eº = -0,41 v ga teng, shu sababli suv oksidlanish potensiali -0,41 v dan kichik bo'lgan barcha metallarni oksidlaydi.
Neytral muhitda (pH = 7) suv molekulalari ishqoriy, ishqoriy- yer metallarni, Al, Zn, Fe, Mn, Cr va Tl ni korroziyalaydi. Kislotali muhit (pH < 7) da suv molekulalari Co, Ni, Pb, Mo, W kabi metallarni "yemiradi". Agar suvda kislorod gazi erigan bo'lsa (O2+ H₂O oʻta agressiv aralashma), korroziyalanish juda tez va keng miqyosda boradi, chunki bu aralashmaning normal oksidlanish potensiali E0 = 0, 815 v ga teng.
Nikellangan temir buyum darz ketganda ro'y beradigan korroziyalanish ham elektrokimyoviy korroziya bo'lib, quyidagicha sodir boʻladi (1-rasm).
Nikellangan temir buyum darz ketganda havodagi nam (suv molekulalari), CO2 va boshqa gazlarning temir sirtiga o'tirishi tufayli temir asta-sekin yemirila boshlaydi. Bu shunday roʻy beradi: metall sirtidagi CO, nam bilan ta'sirlashib oz bo'lsada karbonat kislotasini hosil qiladi (H₂O + CO₂→ H₂CO3). Bunda temir va nikel go'yoki biror elektrolit eritmasiga tushirilgandek bo'lib, musbat va manfiy zaryadlangan elektrodlarga aylanadi va ularning standart oksidlanish potensiallari (Eº Fe0/ Fe+2 = -0,44 va va EºNi0/Ni2+ = - 25 v) turli xil bo'lgani uchun galvanik element hosil qiladilar.
Bunda temirning oksidlanish potensiali kichik boʻlgani uchun u o'z elektronlarini nikel sirtiga o`tkazadi, oʻzi esa Fe+2 ionlari holida eritmaga o'ta boshlaydi: Feº -2ē → Fe+2. Temir - anod, nikel esa katodga aylanadi. Ma'lumki, temir sirtidagi nam va CO₂ kuchsiz kislota hosil qilgani uchun oz bo'lsada H+ ionlarini hosil qiladi. Bu vodorod ioni manfiy zaryadli nikel-katodga tortilib, undagi temir atomlari qoldirgan elektronlarni qabul qilib qaytariladi:
2H+ + 2e → H2°
Bu jarayonda ishtirok etayotgan nikel faqat elektronlarni oʻtkazuvchilik vazifasini bajaradi, lekin o'zi o'zgarishsiz qoladi. Emirilish natijasida hosil bo'lgan Fe+2 - ionlari, suvning dissotsilanishidan hosil boʻlgan OH- ionlari, suv va havo kislorodi ta'sirida quyidagi moddalarni hosil qiladi:
Fe(OH)3 havoda parchalanib qizil qo'ng'ir rangli Fe2O3 ni hosil qiladi:
4Fe(OH)3 → 2Fe₂O₃ + 6H₂O
Yuqoridagilardan ko'rinib turibdiki, havoda suv bug'i va agressiv gazlar qanchalik ko'p bo'lsa, korroziyalanish shuncha tez boradi. Bu jarayon temirning hammasi yemirilib bo'lmaguncha davom etaveradi. Bu korroziyada temir anod vazifasini bajargani uchun bunday korrozi- yalanishni anod bo'yicha korroziyalanish deyiladi. Elektrokimyoviy korroziya yuqoridagi holatlardan tashqari yana:
— metall bilan uning biror elektr o'tkazuvchanlik xossasiga ega bo'lgan birikmasi (tuzlari) oʻzaro "kontakt" da bo'lganda ham shunday korroziya ro'y beradi. Bunda metallning birikmasi katod vazifasini bajarib, uning sirtida oksidlovchi (korroziyalovchi modda) qaytariladi. Bunday korroziyada katod vazifasini metallning oksidlanish reaksiyasi mahsulotlari (oksidi, gidroksidi, tuzi) bajarishi va tezlashtirishi ham mumkin. Metallning himoyalanmagan qismi (sirti) anod vazifasini o'taydi. Bunday korroziya "pardali" korroziya deyiladi (V. A. Kistyakovskiy nazariyasi).
— metall sirtining turli qismlari oksidlovchi (kislorod)ning konsentratsiyasi turlicha bo'lgan elektrolit eritmasi bilan ta'sirlashib turganda ham elektrokimyoviy korroziya ro'y beradi.
— agar metall buyumning turli qismidagi ichki mexanik kuchlanganlik turlicha bo'lsa, aniqrog'i, metallning bir qismi "siqilgan", boshqa qismi "kengaytirilgan" da ham elektrokimyoviy korroziya ro'y beradi. Chunki metallning "siqilgan" qismida E ning qiymati yuqori, "kengaytirilgan" qismida E qiymati shu metallning Eº qiymatidan kichik bo'ladi. Bu agressiv muhit ta'sirida "konsentratsion" galvanik elementning hosil boʻli- shiga olib keladi va "siqilgan" qism katod, "kengaytirilgan" qism anod vazifasini o'taydi va buyumning shu qismidan metall korroziyalana boshlaydi.
Yuqoridagi bayon etilgan ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, doimiy foydalanishda bo'lgan har qanday metalldan yasalgan buyum va detallar doimo u yoki bu korroziyalanishga uchraydi. Korroziya natijasida uskuna, jihozlar, buyum va detallar yemirilib yaroqsiz holgacha kelib qoladi. Xalq xoʻjaligi korroziyadan juda katta zarar ko‘radi. Shu sababli kimyo fanining eng asosiy vazifalaridan biri korroziyaga qarshi kurashish muammolarini yechishdan iborat.
