لماذا تصدأ برادة الحديد أسرع مما تصدأ كتلة الحديد الكبيرة

1 إجابة واحدة

تتآكل الأجسام المعدنية عندما تتعرض للهواء والأحوال الجوية الرطبة، وفي حال كان المعدن هو الحديد فإن الطبقة البنية المتآكلة التي تتشكل على سطحه تسمى بالصدأ، وذلك بسبب تفاعل كيميائي يعرف بالأكسدة، يحدث عندما يتعرض الحديد للرطوبة أو الأكسجين فيتحول إلى أكسيد الحديد Fe2O3 المحمر، ويمكن القول أن الحديد هو أحد أهم المعادن في العالم فهو يعتبر مادة قوية نسبيًا خفيفة الوزن ومطاوعة، مما يجعله مادة مفيدة لمنتجات عديدة. ويمكن أن يحدث الصدأ بسرعة أو ببطء حسب مدة تعرضه للهواء والرطوبة، بالإضافة لبعض الأمور الأخرى التي تساعدنا في فهم آلية الصدأ:

  • يتشكل الصدأ على برادة الحديد بشكل أسرع منه على كتلة حديد كبيرة، لأن مساحة السطح المتعرض للهواء في البرادة أكبر من مساحته في الكتلة، وبالتالي يحدث التفاعل المشكل للصدأ بشكلٍ أسرع.
  • من أجل المحافظة على الحديد لأطول فترة ممكنة يجب استخدام إضافات معينة لمنع الصدأ مثل إضافة النيكل والكروم، حيث ترتبط مع ذرات الحديد وتمنعها من التأكسد ويسمى عندها بالفولاذ المقاوم للصدأ.
  •  يمكن إبطاء الصدأ عن طريق طلاء الحديد بالزيت، مشكلًا حاجز يمنع الأكسجين والماء من التلامس.
  • تسرّع الحرارة التفاعلات الكيميائية، حيث يصدأ الحديد الساخن بشكل أسرع من الحديد البارد، وهذا مايفسر سرعة صدأ كواتم الصوت وعناصر العوادم في السيارات في حال كانت غير مطلية أو مصنوعة من مواد مانعة للصدأ.
  • الحديد الرقيق يصدأ بشكل أسرع من الحديد السميك، كما يمكن أن يتأثر معدل الصدأ أو التآكل في الماء بالبيئة الكهربائية، حيث وجد بعض الباحثين أن معدلات الصدأ تتأثر بالشوائب المذابة في الماء.
  • يوجد طريقة تستخدمها شركات تصنيع المعادن من أجل حماية قطع الحديد من الصدأ، وهي عملية الغلفنة حيث تعتمد على تطبيق طلاء واقي على الحديد مثل الزنك وبذلك تعمل هذه الطبقة كحاجز يمنع التلامس مع الأكسجين الموجود في البيئة المحيطة.

تصدأ برادة الحديد أسرع مما تصدأ كتلة الحديد الكبيرة

في الحقيقة يعتبر الصدأ مشكلة كبيرة عند استخدام مادة الحديد لأن النسب الكبيرة من الصدأ تؤثر بشكل مباشر على صلابة الحديد وبالتالي تؤثر في فعاليته، يفضل استخدام الحديد المطاوع بدلاً من الحديد النقي لأنه يتحمل الصدأ بشكل أكبر، حيث يحتوي الحديد المطاوع على نسبة كربون أعلى من الحديد النقي ومع زيادة نسبة الكربون يصبح الحديد محميًا بشكل أكبر، ينصح دائمأ بتخزين الحديد كقطع كبيرة والإبتعاد عن تجزئتها لأن ذلك يسبب زيادة مساحة السطح الذي يتعرض للرطوبة والهواء وبذلك يزداد التفاعل مع الأكسجين ويتكوين أكسيد الحديد غير المرغوب به، وهذا ما يجعل برادة الحديد تصدأ بشكل أسرع من قطع الحديد الكبيرة.

من أجل فهم آلية التأثير الحراري الناتج عن الصدأ بشكل سلس ومسلٍ، بإمكانك إجراء بعض التجارب البسيطة، قم بارتداء قفازاتك أثناء هذه التجربة واحصل على أكواب مناسبة ذات قياس واحد، املئ كل كوب بالسوائل التالية: ماء مقطر، وعصير البرتقال، والخل.

يمكنك استخدام ورقة عباد الشمس من أجل قياس الأس الهيدروجيني لكل سائل، الآن نحتاج إلى 3 قطع من الصوف الصلب (مثل السيف المستخدم في الجلي) بطول 1 بوصة تقريبًا، ومسمار ترمومتري نقوم بوضعه داخل انبوب اختبار ونغلق السدادة ثم نقيس درجة الحرارة، نقوم بعدها بإزالة السدادة وغمر قطعة واحدة من الصوف الصلب في الماء المقطر لمدة 30 ثانية، ونتخلص من السائل الزائد، ونضع الصوف وميزان الحرارة في أنبوب الإختبار بحيث نثبته مع السدادة، ونسجل درجة الحرارة كل دقيقة ولمدة 15 دقيقة، نكرر التجربة مع قطع من الصوف المغمورة في الخل وعصير البرتقال، ونلاحظ أن السائل ذو الرقم الهيدروجيني الأدنى ترتفع عنده الحرارة بشكل أكبر.

أكمل القراءة

1,472 مشاهدة

0

هل لديك إجابة على "لماذا تصدأ برادة الحديد أسرع مما تصدأ كتلة الحديد الكبيرة"؟