Obsah
Hrdza na nechte je výsledkom chemickej reakcie, ktorá závisí od viacerých faktorov. Tieto faktory priamo súvisia s povahou nechtu a okolitým prostredím. Porézny, nepotiahnutý železný klinec v kyslom a horúcom prostredí s mnohými iónmi, ktorý interaguje s povrchom, predstavuje situáciu, kedy bude rýchlejšie hrdzavieť.
Dôležitosť
Klince sú niektoré z rôznych kovových predmetov, ktoré sú hrdzavé. Tiež známa ako korózia, spôsobuje chemické poškodenie kovových predmetov a môže viesť k strate štrukturálnej integrity a poruchám. Poruchy môžu poškodiť vozidlá, domy, mosty a rôzne druhy spotrebného tovaru. Chemickou reakciou hrdze je oxidácia (strata elektrónov) železa.
Chémia hrdze
Oxidácia železa začína stratou elektrónov, ktoré zahŕňajú železo v roztoku. Tieto elektróny produkujú hydroxidové ióny v prítomnosti vody a kyslíka. V závislosti na úrovni prítomného kyslíka bude mať oxidované železo kladný náboj +3 (vysoké hladiny kyslíka) alebo +2 (nízke množstvo kyslíka). Tieto ióny sú nestabilné a budú naďalej reagovať s vodou a kyslíkom za vzniku oxidu železitého (Fe2O3), všeobecne známeho ako hrdza.
Ióny
Tvorba a reakcie iónov majú zásadný význam pre zvýšenie rýchlosti hrdzavenia. Tvorbu železných iónov môže zvýšiť kyslé podmienky a prítomnosť ďalších iónov (elektrolytov). V kyslých roztokoch je viac vodíkových iónov (H +), tieto ióny odstraňujú elektróny zo železa, takže zvýšenie kyslosti zvýši produkciu iónov železa a tým aj tvorbu hrdze. Pridanie solí do vody tiež generuje ióny, ktoré môžu odstraňovať elektróny zo železa, čo vedie k podobným výsledkom.
Teplota
Teplota je mierou pohybu. Na atómovej a molekulárnej úrovni umožňuje zvýšenie teploty zvýšenie rýchlosti interakcií. To môže viesť k zvýšeniu reakčnej rýchlosti. Zvyšovanie teploty reakcie pri tvorbe hrdze zvyšuje molekulárnu mobilitu vody, vodíka a hydroxidu, čo môže zvyšovať produkciu iónov a tvorbu hrdze.
Štruktúra
Štruktúra nechtu je ďalším faktorom pri tvorbe hrdze. Je to spôsobené rozdielom v povrchovej ploche vystavenej vode a prítomným iónom. To je dôležité, pretože 10 nechtov s rovnakým základným dizajnom (v mierke 1/10 veľkosti), bude hrdzavieť rýchlejšie ako jeden klinček s rovnakou hmotnosťou. Preto napriek rôznym nechtom s rovnakou hmotnosťou ich exponovaný povrch priamo upravuje rýchlosť tvorby hrdze.
Prevencia
Prvou líniou obrany proti hrdzi je vytvorenie bariéry medzi nechtom a vlhkosťou vo vzduchu. Môže to zahŕňať povrchovú úpravu olejom, farbou alebo pozinkovaním. Pokovovanie železom pozostáva z pozinkovaného povlaku, ktorý vytvára fyzikálnu a chemickú bariéru proti tvorbe hrdze. Okrem toho zvrátenie podmienok pre vznik hrdze zabráni jej vzniku - alkalickým roztokom a nízkym teplotám.
