Περιεχόμενο
Η σκουριά σε ένα καρφί είναι το αποτέλεσμα μιας χημικής αντίδρασης που εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. Αυτοί οι παράγοντες σχετίζονται άμεσα με τη φύση των νυχιών και το περιβάλλον περιβάλλον. Ένα πορώδες, μη επικαλυμμένο σίδερο καρφί σε όξινο και ζεστό μέσο με πολλά ιόντα να αλληλεπιδρούν με την επιφάνεια είναι η κατάσταση όπου θα σκουριάσει πιο γρήγορα.
Σημασια
Τα νύχια είναι μερικά από τα διάφορα μεταλλικά αντικείμενα που υπόκεινται σε σκουριά. Επίσης γνωστό ως διάβρωση, προκαλεί χημική βλάβη σε μεταλλικά αντικείμενα και μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια δομικής ακεραιότητας και αστοχίας. Οι αποτυχίες μπορούν να βλάψουν οχήματα, σπίτια, γέφυρες και μια ποικιλία καταναλωτικών αγαθών. Η χημική αντίδραση της σκουριάς είναι η οξείδωση (απώλεια ηλεκτρονίων) του σιδήρου.
Η χημεία της σκουριάς
Η οξείδωση του σιδήρου ξεκινά με την απώλεια ηλεκτρονίων που περιλαμβάνουν σίδηρο σε διάλυμα. Αυτά τα ηλεκτρόνια παράγουν ιόντα υδροξειδίου παρουσία νερού και οξυγόνου. Ανάλογα με το επίπεδο οξυγόνου που υπάρχει, ο οξειδωμένος σίδηρος θα έχει θετικό φορτίο +3 (υψηλά επίπεδα οξυγόνου) ή +2 (χαμηλό οξυγόνο). Αυτά τα ιόντα είναι ασταθή και θα συνεχίσουν να αντιδρούν με νερό και οξυγόνο για να παράγουν οξείδιο του σιδήρου (Fe2O3), κοινώς γνωστό ως σκουριά.
Ιόντα
Ο σχηματισμός και οι αντιδράσεις των ιόντων είναι υψίστης σημασίας για την αύξηση του ρυθμού σκουριάς. Ο σχηματισμός ιόντων σιδήρου μπορεί να αυξηθεί με όξινες συνθήκες και την παρουσία άλλων ιόντων (ηλεκτρολύτες). Σε όξινα διαλύματα, υπάρχουν περισσότερα ιόντα υδρογόνου (H +), αυτά τα ιόντα απομακρύνουν τα ηλεκτρόνια από το σίδηρο, οπότε η αύξηση της οξύτητας θα αυξήσει την παραγωγή ιόντων σιδήρου και επομένως το σχηματισμό σκουριάς. Η προσθήκη αλάτων στο νερό παράγει επίσης ιόντα που μπορούν να αφαιρέσουν ηλεκτρόνια από το σίδερο, παράγοντας παρόμοια αποτελέσματα.
Θερμοκρασία
Η θερμοκρασία είναι ένα μέτρο κίνησης. Σε ατομικό και μοριακό επίπεδο, η αύξηση της θερμοκρασίας επιτρέπει αύξηση του ρυθμού αλληλεπιδράσεων. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της ταχύτητας αντίδρασης. Η αύξηση της θερμοκρασίας της αντίδρασης σχηματισμού σκουριάς αυξάνει τη μοριακή κινητικότητα νερού, υδρογόνου και υδροξειδίου, τα οποία μπορούν να αυξήσουν την παραγωγή ιόντων και το σχηματισμό σκουριάς.
Δομή
Η δομή του νυχιού είναι ένας άλλος παράγοντας στη δημιουργία σκουριάς. Αυτό οφείλεται στη διαφορά στην επιφάνεια που εκτίθεται στο νερό και τα ιόντα που υπάρχουν σε αυτό. Αυτό είναι σημαντικό γιατί 10 καρφιά με τον ίδιο βασικό σχεδιασμό (σε κλίμακα 1/10 του μεγέθους), θα σκουριάσουν γρηγορότερα από ένα μόνο καρφί της ίδιας μάζας. Επομένως, παρά τα διαφορετικά νύχια που έχουν την ίδια μάζα, η εκτεθειμένη επιφάνεια τους θα τροποποιήσει άμεσα τον ρυθμό σχηματισμού σκουριάς.
Πρόληψη
Η πρώτη γραμμή άμυνας κατά της σκουριάς είναι να δημιουργήσει ένα φράγμα μεταξύ των νυχιών και της υγρασίας στον αέρα. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει επίστρωση λαδιού, βαφής ή γαλβανισμού. Η επένδυση σιδήρου αποτελείται από μια επίστρωση ψευδαργύρου που δημιουργεί ένα φυσικό και χημικό φράγμα κατά του σχηματισμού σκουριάς. Επιπλέον, η αντιστροφή των συνθηκών για το σχηματισμό σκουριάς θα την αποτρέψει - αλκαλικά διαλύματα και χαμηλές θερμοκρασίες.
