ما هو تعريف المعادن المؤكسدة؟

تحدث أكسدة المعادن عندما يحدث تفاعل كيميائي أيوني على سطح المعدن أثناء وجود الأكسجين. تنتقل الإلكترونات من المعدن إلى جزيئات الأكسجين خلال هذه العملية. ثم تولد أيونات الأكسجين السالبة وتدخل المعدن ، مما يؤدي إلى إنشاء سطح أكسيد. الأكسدة هي شكل من أشكال تآكل المعادن.

يمكن أن تحدث هذه العملية الكيميائية إما في الهواء أو بعد تعرض المعدن للماء أو الأحماض. المثال الأكثر شيوعا هو تآكل صلب، وهو تحويل جزيئات الحديد على سطح الفولاذ إلى أكاسيد الحديد ، في معظم الأحيان Fe₂يا₃ و Fe₃يا₄.

إذا رأيت يومًا سيارة قديمة صدئة أو قطع من المعدن الصدئة ، فقد رأيت أكسدة في العمل.

المعادن النبيلة ، مثل البلاتين أو الذهب ، تقاوم الأكسدة في حالتها الطبيعية. وتشمل هذه المعادن الأخرى الروثينيوم والروديوم والبلاديوم والفضة والأوزميوم والإيريديوم. تم اختراع العديد من السبائك المقاومة للتآكل من قبل البشر ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس.

بينما قد يعتقد المرء أن جميع المعادن التي تقاوم الأكسدة ستعتبر معادن نبيلة ، لكن هذا ليس هو الحال. يقاوم كل من التيتانيوم والنيوبيوم والتنتالوم التآكل ، لكنهم غير مصنفين كمعادن نبيلة. في الواقع ، لا تتفق جميع فروع العلوم على تعريف المعادن النبيلة. الكيمياء أكثر سخاء مع تعريفها للمعادن النبيلة من الفيزياء ، والتي لها تعريف أكثر محدودية.

المعادن التي تقاوم الأكسدة هي عكس المعادن المعرضة لها ، والمعروفة باسم المعادن الأساسية. تشمل أمثلة المعادن الأساسية النحاس والرصاص والقصدير والألمنيوم والنيكل والزنك والحديد والصلب والموليبدنوم والتنغستن والمعادن الانتقالية الأخرى. يتم تصنيف النحاس والبرونز وسبائك هذه المعادن أيضًا كمعادن أساسية.

أصبح منع التآكل صناعة مربحة. لا أحد يريد القيادة في سيارة صدئة إذا كان بإمكانه مساعدتها. لكن التآكل ليس أكثر من مجرد مشكلة تجميلية. يمكن أن يكون التآكل خطيراً إذا كان يؤثر على البنية التحتية مثل المباني والجسور وأنابيب الصرف الصحي وإمدادات المياه والسفن وغيرها من السفن. يمكن أن يؤدي التآكل إلى إضعاف البنية التحتية ، مما يعرض الحياة للخطر. وذلك في حين منع التآكل قد تكون مكلفة ، فمن الضروري بالتأكيد.

بدأت أزمة بارزة مع مياه الشرب في فلينت ، ميشيغان ، في عام 2014 وهي بمثابة مثال على الكيفية التي يمكن أن يكون للتآكل فيها آثار مدمرة على حياة الناس. يقدم مركز أبحاث المياه بعض العلامات التحذيرية على أن مياهك ربما تأثرت بالتآكل على مستوى ما. إذا وجدت أنك بحاجة إلى تشغيل المياه لفترة وجيزة من الوقت للتخلص من تغير اللون أو الطعم المر ، فربما تكون هناك مشكلة في التآكل في الأنابيب. البقع الزرقاء والخضراء في الأحواض أو على طول وصلات الأنابيب النحاسية هي علامة أخرى على التآكل المحتمل.