Ăn mòn điện hóa là gì? Biện pháp chống ăn mòn hiệu quả

Ăn mòn điện hóa  thường gặp trong tự nhiên, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến các công trình xây dựng đang thi công. Ở bài viết này chúng ta sẽ cùng giúp bạn hiểu rõ hơn về khái niệm, điều kiện xảy ra và những biện pháp khắc phục ăn mòn điện hóa hiệu quả nhất.

1. Ăn mòn điện hóa là gì?

Ăn mòn điện hóa được định nghĩa là quá trình oxi hóa khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện ly và tạo nên dòng eclectron chuyển dịch từ cực âm sang cực dương.

an-mon-dien-hoa-1

Hình ảnh sự ăn mòn điện hóa của kim loại

2. Ăn mòn hóa học là gì?

Ăn mòn hóa học là quá trình ăn mòn kim loại hoặc hợp kim bởi các yếu tố trong môi trường xung quan. Phản ứng xảy ra khi kim loại tác dụng với hơi nước hoặc chất khí ở nền nhiệt độ cao. Ăn mòn điện hóa thường xảy ra khi kim loại để ngoài không khí ẩm hoặc nhúng vào dung dịch axit sau một thời gian xảy ra hiện tượng ăn mòn.

Lưu ý: Một số lưu ý về quá trình ăn mòn kim loại:

  • Những kim loại nguyên chất ở trong tự nhiên rất khó bị ăn mòn điện hóa.
  • Quá trình ăn mòn kim loại trong thực tế diễn ra rất phức tạp bao gồm cả quá trình ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá tuy nhiên ăn mòn điện hoá đóng vai trò chủ yếu.

Ăn mòn điện hóa kim loại ngoài môi trường

Ăn mòn điện hóa kim loại ngoài môi trường

3. Điều kiện ăn mòn điện hóa

Ăn mòn điện hoá học chỉ xảy ra khi thoả mãn đồng thời cả ba điều kiện sau

  • Các điện cực phải khác nhau về bản chất, có thể hai cặp kim loại khác nhau (Zn-Cu), kim loại-phi kim hoặc kim loại-hợp chất hoá học.
  •  Các điện cực này phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau thông qua dây dẫn.
  • Điều kiện cần để xảy ra ăn mòn điện hóa là các điện cực sẽ cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện ly.

Hình ảnh điện cực trong ăn mòn kim loại Cu

4. Sự khác nhau giữa ăn mòn điện hoá và ăn mòn hoá học

Hai quá trình này rất dễ bị nhầm lẫn với nhau, những thông tin sau đây có thể giúp bạn nắm bắt được sự phân biệt chúng một cách nhanh nhất và dễ dàng nhất.

Sự khác nhau giữa hai loại ăn mòn điện hóa học và điện hóa

  • Giống nhau

+  Cả hai quá trình đều là quá trình oxy hoá-khử

+ Đều có tác động đến quá trình ăn mòn kim loại

  • Khác nhau
Đặc điểm Ăn mòn hoá học Ăn mòn điện hóa học
Điều kiện xảy ra Thường xảy ra ở nhiệt độ cao (những thiết bị lò đốt) hoặc những thiết bị thường xuyên phải tiếp xú với hơi nước và khí oxi – Các điện cực phải khác nhau có thể là hai kim loại khác nhau hoặc cặp kim loại-phi kim hoặc cặp kim loại-phi kim, kim loại-hợp chất hoá học (như Fe­3C). Trong đó kim loại nào có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn là cực âm

– Các điện cực sẽ xúc trực tiếp hoặc có thể tiếp xúc gián tiếp với nhau qua dây dẫn

– Hai điện cực sẽ cùng nhau tiếp xúc với dung dịch chất điện ly

Cơ chế Hạt electron của kim loại sẽ được di chuyển trực tiếp đến các chất môi trường Hạt electron của kim loại sẽ được chuyển từ cực âm sang cực dương
Kết quả Không phát sinh ra dòng điện Phát sinh dòng điện do có sự chuyển dịch e từ cực âm sang cực dương
Hậu quả Các tác động gây hỏng hóc máy móc tuy nhiên không nghiêm trọng bằng ăn mòn điện hoá Gây ra những hậu quả nặng nề nhất trong tự nhiên.

5. Các biện pháp khắc phục ăn mòn điện hóa

Sự ăn mòn kim loại gây tổn thất rất lớn về kinh tế và đời sống con người. theo các báo cáo cho thấy hằng năm ước tính trên thế giới tổn thất 1/4 khối lượng kim loại sản xuất.

Có nhiều phương pháp bản vệ kim loại khỏi bị ăn mòn trong đó phổ biến nhất là phương pháp bản vệ bề mặt và bảo vệ điện hoá.

Sử dụng hóa chất chống ăn mòn kim loại

Khắc phục ăn mòn kim loại bằng hóa chất chuyên dụng

5.1. Bảo vệ bề mặt

Chúng ta có thể phủ một lớp sơn, dầu mỡ, chất dẻo hoặc tráng hay mạ một kim loại  khác lên trên bề mặt kim loại.

5.2. Phương pháp điện hoá

Phương pháp này dùng một kim loại khác làm “vật hy sinh” để bảo vệ vật liệu kim loại. Trong thực tế hai phương pháp này được áp dụng rất phổ biến trong ngành hàng hải. Để bảo vệ thân tàu biển bằng thép, người ta không chỉ phủ lên trên bề mặt một lớp sơn mà còn gắn các lá kẽm vào phía ngoài vỏ tàu ở phần chìm trong nước biển (nước biển là một dung dịch chất điện ly). Khi đó phần vỏ tàu bằng thép là cực dương, các lá Zn là cực âm

  • Cực ầm (anot): Zn bị oxy hoá
  • Cực dương (catot): O2bị khử

Kết quả vỏ tàu được bảo vệ, Zn là “vật hy sinh” và bị ăn mòn. Nhưng tốc độ ăn mòn của Zn tương đối nhỏ trong điều kiện này vầ vỏ tàu được bảo vệ trong thời gian dài. Sau một thời gian nhất định người ta có thể thay các lá Zn bị ăn mòn này bằng các lá Zn mới khác.

Với những thông tin được chia sẻ trong bài viết giúp bạn đọc có thể hiểu thêm về ăn mòn điện hoá từ đó có những biện pháp khắc phục một cách hiệu quả nhất. Tham khảo thêm các bài viết hóa học tại website hoachatbaotri.com.

icon up top