Korroosio vs ruostuminen
Korroosio ja ruostuminen ovat kaksi kemiallista prosessia, jotka johtavat materiaalien hajoamiseen.
Korroosio
Kun materiaali reagoi ulkoisen ympäristön kanssa, sen rakenne heikkenee ajan kuluessa ja hajoaa pieniksi paloiksi. Lopulta se voi hajota atomitasolle. Tätä kutsutaan korroosioksi. Useimmiten tämä tapahtuu metalleille. Kun metallit altistuvat ulkoiselle ympäristölle, ne käyvät läpi hapettumisreaktioita ilmakehän hapen kanssa. Muut kuin metallit, materiaalit, kuten polymeerit, keramiikka voivat myös hajota. Tässä tapauksessa se tunnetaan kuitenkin hajoamisena. Ulkoisia tekijöitä, jotka aiheuttavat metallien syöpymistä, ovat vesi, hapot, emäkset, suolat, öljyt ja muut kiinteät ja nestemäiset kemikaalit. Muut kuin nämä metallit syöpyvät joutuessaan alttiiksi kaasumaisille materiaaleille, kuten happohöyryille, formaldehydikaasulle, ammoniakkikaasulle ja rikkiä sisältäville kaasuille. Korroosioprosessin perusta on sähkökemiallinen reaktio. Metallissa, jossa korroosiota tapahtuu, tapahtuu katodinen ja anodinen reaktio. Kun metalliatomit altistuvat vedelle, ne luovuttavat elektroneja happimolekyyleille ja muodostavat positiivisia metalli-ioneja. Tämä on anodinen reaktio. Tuotetut elektronit kulutetaan katodisessa reaktiossa. Kaksi paikkaa, joissa katodinen reaktio ja anodinen reaktio tapahtuvat, voivat olla lähellä toisiaan tai kaukana toisistaan olosuhteista riippuen. Jotkut materiaalit kestävät korroosiota, kun taas toiset ovat alttiita korroosiolle. Korroosio voidaan kuitenkin estää tietyillä menetelmillä. Pinnoitus on yksi menetelmistä materiaalien suojaamiseksi korroosiolta. Tämä sisältää maalauksen, pinnoituksen, emalin levittämisen pinnalle jne.
Ruostuu
Ruostuminen on kemiallinen prosessi, joka on yleinen rautaa sisältäville metalleille. Toisin sanoen korroosioprosessi, joka tapahtuu, kun on rautaa, tunnetaan ruostumisena. Jotta ruostuminen tapahtuisi, tulee olla tiettyjä ehtoja. Hapen ja kosteuden tai veden läsnä ollessa rauta käy läpi tämän reaktion ja muodostaa sarjan rautaoksidia. Tämä punertavanruskea väriyhdiste tunnetaan ruosteena. Joten ruoste sisältää hydratoitua rauta(III)oksidia Fe2O3·nH2O ja rautaa (III) oksidihydroksidi (FeO(OH), Fe(OH)3). Jos ruostuminen alkaa yhdestä paikasta, se lopulta leviää ja koko metalli hajoaa. Raudan lisäksi myös rautaa sisältävät metallit (seokset) ruostuvat.
Ruostuminen alkaa elektronien siirtymisestä raudasta hapeksi. Rautaatomit siirtävät kaksi elektronia ja muodostavat rauta(II)-ioneja seuraavasti.
Fe → Fe2+ + 2 e−
Happi muodostaa hydroksidi-ioneja vastaanottamalla elektroneja veden läsnäollessa.
O2 + 4 e– + 2 H2O → 4 OH –
Yllä mainitut reaktiot kiihtyvät happojen läsnä ollessa. Lisäksi kun on elektrolyyttejä, kuten suoloja, reaktio tehostuu entisestään. Ruoste sisältää rauta(III)-ioneja, joten muodostunut Fe2+ käy läpi redox-reaktion, jolloin saadaan Fe3+seuraavasti.
4 Fe2+ + O2 → 4 Fe3+ + 2 O 2−
Fe3+ ja Fe2+joutuvat seuraaviin happoemäsreaktioihin veden kanssa.
Fe2+ + 2 H2O ⇌ Fe(OH)2 + 2 H+
Fe3+ + 3 H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3 H+
Loppujen lopuksi sarja hydratoituneita rautaoksideja muodostuu ruosteena.
Fe(OH)2 ⇌ FeO + H2O
Fe(OH)3 ⇌ FeO(OH) + H2O
2 FeO(OH) ⇌ Fe2O3 + H2O
Mitä eroa on korroosiolla ja ruosteella?
• Ruoste on eräänlainen korroosio.
• Kun rauta tai rautaa sisältävät materiaalit altistuvat korroosiolle, se tunnetaan ruostumisena.
• Ruostuminen tuottaa sarjan rautaoksidia, kun taas korroosio voi aiheuttaa metallin suoloja tai oksideja.
