Tìm Hiểu Về Các Loại Hóa Chất Ăn Mòn – Hanimexchem

Tìm Hiểu Về Các Loại Hóa Chất Ăn Mòn – Hanimexchem

Một số loại hóa chất không chỉ gây nguy hiểm cho sức khỏe cho con người hay phá hoại môi trường tự nhiên, mà còn ăn mòn các vật dụng trong gia đình và các công trình xây dựng, gây nguy hiểm rất nhiều. Vậy làm sao để ngăn ngừa tình trạng này? Cùng giải đáp qua bài viết về hóa chất ăn mòn dưới đây nhé!

Sự ăn mòn kim loại

Ăn mòn kim loại là hiện tượng tự ăn mòn và phá huỷ bề mặt dần dần của các vật liệu kim loại do tác dụng hoá học hoặc tác dụng điện hoá giữa kim loại với môi trường bên ngoài.

Khái niệm gỉ kim loại chỉ dùng cho sự ăn mòn sắt hay hợp kim trên cơ sở sắt với sự tạo thμnh sản phẩm ăn mòn chủ yếu gồm hydroxýt bị hydrat hoá. Khả năng phát sinh ăn mòn phụ thuộc nhiều yếu tố của vật liệu kim loại, tính chất môi trường, nhiệt độ, thời gian, áp lực

Phân loại ăn mòn

a – Dựa theo quá trình ăn mòn ăn mòn được chia ra:

1. ăn mòn hoá học

2. ăn mòn điện hoá.

b- Dựa theo môi trường Tuỳ theo môi trường người ta chia ra:

1. Ăn mòn trong khí : ôxy, khí sunfuarơ, khí H2S,…2. Ăn mòn trong không khí : Ăn mòn trong không khí ướt, ăn mòn trongkhông khí ẩm, ăn mòn trong không khí khô.3. Ăn mòn trong đất.4. Ăn mòn trong chất lỏng (kiềm, axit, muối,…

Như vậy : Dạng ăn mòn xâm thực là do sự chuyển động tiếp xúc giữa các bề mặt vật rắn vμ dòng chuyển động của các chất lỏng, chất khí. (ăn mòn hoá học); Dạng ăn mòn do tiếp xúc với các môi chất như a xit, bazơ và có tác nhân điện gọi là ăn mòn điện hoá . Kim loại đen: như thép, gang bị ăn mòn mạnh nhất.

Đa số kim loại đều bị ăn mòn (bị rỉ) khi tiếp xúc với môi trường , một số rất ít bị rỉ hạn chế hoặc lớp rỉ có khả năng tự bảo vệ lấy nó. Khả năng phát sinh ăn mòn phụ thuộc nhiều yếu tố: loại kim loại, tính chất môi trường, nhiệt độ, thời gian, áp lực.

Ví dụ:

• Mg: bị gỉ nhanh trong không khí, nhưng không rỉ trong môi trường nước biển

• Al: có khả năng chống gỉ ở môi tr−ờng không khí, nh−ng dễ bị phá huỷ ở môi trường kiềm.

• Cr: chống gỉ đối với axít vô cơ nhưng dễ gỉ trong axit hữu cơ ( axit axetíc,

H2S…)

• Thép Cr – Ni: Có khả năng chịu được môi trường axit chua.

• Zn ( kẽm): Chống gỉ tốt môi trường nước lạnh, nhưng ở nhiệt độ lớn hơn 60 độ (T0>600 ) thì dễ bị gỉ.

Cấu trúc của gỉ cũng khác nhau: gỉ vùng, gỉ bề mặt, gỉ ngầm, gỉ tự bong, gỉ vững bền…

Ăn mòn hoá học

Là sự ăn mòn kim loại do tác dụng đơn thuần của phản ứng hoá học giữa vật liệu kim loại với môi trường xung quanh có chứa chất xâm thực (O2, S2, Cl2,…) Hay nói cách khác lμ quá trình ăn mòn hoá học xảy ra trong môi trường khí và trong các môi trường các chất không điện ly dạng lỏng (chủ yếu là ăn mòn các thiết bị, ống dẫn các nhiên liệu lỏng lẫn các hợp chất sunfua,… Các chất không điện ly : Brôm lỏng, lưu huỳnh nóng chảy, dung môi hữu cơ như benzen, nhiên liệu lỏng : dầu hoả, xăng, dầu khoáng…

Ví dụ :

• Brôm lỏng tác dụng với nhiều kim loại ở nhiệt độ thường. Đặc biệt

nó phá huỷ rất mạnh đối với thép các bon, Ti. Với Ni, thì yếu với

nhôm thì phá huỷ chậm.

• Lưu huỳnh nóng chảy : phá huỷ mạnh với Cu, Sn, Pb ; thép các bon

và Ti phá huỷ chậm.

• Ăn mòn do không khí chủ yếu lμ do quá trình ôxy hoá kim loại ở nhiệt độ cao.

Ví dụ:

Hiện tượng ôxy hoá của thép vμ gang

O2 + Fe ⇒ FeO + O2 => Fe3O4 + O2 => Fe2O3

Hiện tượng mất các bon của thép và gang :

Fe3C + 1/2 O2 = 3Fe + CO

Fe3C + CO2 = 3 Fe + 2 CO

Fe3C + H2O = 3 Fe + CO + H2

Quá trình mất các bon sẽ làm giảm độ cứng, độ chịu mμi mòn và giảm giới hạn đàn hồi.

Nhôm (Al) là nguyên tố hợp kim tốt nhất dùng để tăng độ bền của gang và thép nhằm chống lại sự mất các bon. Sau đó là Cr, W, Mn có khả năng yếu hơn. Al và Cr có lớp ôxyd chặt, có khả năng ngăn cản quá trình xâm nhập của môi trường khí, còn các nguyên tố W, Mn chỉ có tác dụng ngăn cản quá trình khuyếch tán của các bon ra ngoμi bề mặt.

Hiện tượng mất các bon do hydro gọi là hiện tượng dòn hydro :

Fe3C + 2 H2 = 3Fe + CH4

Phản ứng này làm giảm lượng các bon và tạo ra khí CH4 làm phá huỷ mối liên kết trong kim loại.

Fe + H2 = Fe + H2O

Hơi nước trong phản ứng nμy thoát ra cũng lμm phá huỷ liên kết trong kim loại.

Sự ăn mòn của khí hydro đối với đồng thường xảy ra ở nhiệt độ trên

400°C (>400°C):

Cu + O2 => Cu2O

Trong môi trường hydro thì đồng ôxyt bị khử :

Cu2O + H2 = 2 Cu + H2O

Hơi nước thoát ra qua đường biên giới hạt lμm phá huỷ mối liên kết trong kim loại, làm giảm độ bền và gây nên những vết nứt nhỏ.

Sự ăn mòn của khí sunfuarơ (SO2) đối với đồng :

6Cu + SO2 = 2 Cu2O + Cu2S

ở nhiệt độ cao : 3 Ni + SO2 = NiS + 2 NiO

NiS tạo thành hợp chất Ni – Ni2S2 có nhiệt độ nóng chảy thấp ( khoảng 625 oC) các hợp chất nμy nằm ở vùng tinh giới hạt làm phá vở mối liên kết và làm giảm độ bền nhiệt.

Ăn mòn điện hoá:

Là quá trình xảy ra khi kim loại tiếp xúc với môi trường điện phân tức là môi trường dẫn điện (chú ý người ta gọi : dung dịch chất điện ly còn gọi là chất điện giải).Ăn mòn điện hoá là sự ăn mòn do phản ứng điện hoá xảy ra ở 2 vùng khác nhau trên bề mặt kim loại. Quá trình ăn mòn điện hoá có phát sinh dòng điện tử chuyển động trong kim loại và dòng các ion chuyển động trong dung dịch điện ly theo một hướng nhất định từ vùng điện cực này đến vùng điện cực khác của kim loại). Tốc độ ăn mòn điện hoá xảy ra khá mãnh liệt so với ăn mòn hoá học.

Chất điện ly mạnh : HCl, HNO3, H2SO4 loảng, các ba zơ: NaOH,… (trừ NH4OH), các muối NaCl,

Chất điện ly yếu : H2SO4 đặc, axit hữu cơ, các muôi bazơ, nước nguyên chất H2O.

ĂN mòn điện hoá là dạng ăn mòn xảy ra khi kim loại tiếp xúc với môi trường điện phân (ăn mòn tiếp xúc). Đây là dạng ăn mòn khá phổ biến. Bản chất gây ăn mòn điện hoá là do các vipin xuất hiện trên bề mặt tiếp xúc, cường độ và tốc độ ăn mòn điện hoá xảy ra mảnh liệt hơn nhiều so với ăn mòn hoá học. Để hiểu rỏ bản chất ăn mòn điện hoá ta cần tìm hiểu hiện tượng hidrathoá.

Hiện tượng hydrat hoá :

Ta biết rằng trong phân tử nước nguyên chất chỉ có một lượng rất nhỏ các phân tử nước phân ly thμnh H+ và OH -. Trong phân tử nước không phân ly, các nguyên tử hydro liên kết với ôxy không theo đường thẳng mà tạo thành một góc 105°.

Ăn mòn điện hoá bao gồm 3 quá trình cơ bản:

– Quá trình anốt

– Quá trình catốt

– Quá trình dẫn điện.

1. Quá trình anôt (xảy ra trên dương cực) là quá trình oxy hoá. Ion kim loại chuyển vào dung dịch và giải phóng điện tử.2. Quá trình catốt (quá trình xảy ra trên cực âm) lμ quá trình khử điện hoá. Các chất ôxy hoá nhận điện tử do kim loại bị ăn mòn.3. Quá trình dẫn điện : các điện tử kim loại bị ăn mòn giải phóng sẽ di chuyển từ anốt tới ca tốt, còn các ion dịch chuyển trong dung dịch.

Như vậy trong quá trình ăn mòn điện hoá, kim loại hoạt động như 1 pin ta gọi là pin ăn mòn cục bộ (hay vi pin).

Khi ta nhúng thanh kim loại vào một dung dịch điện ly, trên bề mặt sẽ tạo nên lớp điện tích kép vμ đó là nguyên nhân tạo nên bước nhảy điện thế giữa bề mặt kim loại vμ dung dịch điện ly.

Ví dụ: Nhúng mẫu Zn vμo dung dịch loãng H2SO4:

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 ↑

ở đây kẽm bị hoà tan trong dung dịch H2SO4 loảng và hidro (H2) thoát ra . Tốc độ ăn mòn của Zn trong H2SO4 loang tăng vọt lên (không theo quy luật ăn mòn hoá học như đã xét ở trên hình trên)

TAGs : inox đá nhựa mạch in gỗ thủy bán gì ức ngộ độc biểu nhóm giống tấm lợp sơn lò cáu cặn kính bê tông cảnh báo mica thức nào chung