تاریخچه ی:
حفاظت کاتدی
تفاوت با نگارش: 4
| |
| |
|
| | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
| |
| |
|
| | {img src=img/daneshnameh_up/5/53/galvanization_2.jpg} | | {img src=img/daneshnameh_up/5/53/galvanization_2.jpg} |
| | | | |
| | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
| | | | |
| | | | |
| | عملیات گالوانیزاسیون ، از روشهای حفاظت کاتدی | | عملیات گالوانیزاسیون ، از روشهای حفاظت کاتدی |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | | |
|
| | !دید کلی | | !دید کلی |
| - | بطور کلی ، ((فلزات)) سه دسته‌اند. یک دسته ، آنهایی که مثلا ((طلا)) و ((پلاتین)) ، در مجاورت هوا اکسید نمی‌شوند و نیازی به محافظت ندارند.
دسته دوم ، آنهایی که وقتی در مجاورت هوا قرار می‌گیرند، اتمهای سطحشان ((اکسیداسیون-احیا|اکسید)) می‌شوند، ولی اکسید آنها مقاوم است و چسبیده به ((فلز)) باقی می‌ماند و خود لایه محافظی برای فلز می‌شود. این گونه فلزات هم نیازی به محافظت ندارند. مثل ~~brown:Zn~~ ، ~~brown:Al~~ ، ~~brown:CO~~ ، ~~brown:Ni~~ ، ~~brown:Sn~~ ، ~~brown:Cr~~ و نظیر آنها.
دسته سوم فلزاتی که وقتی سطح آنها در مجاورت هوا اکسید می‌گردد، اکسید آنها متخلخل است و به فلز نمی‌چسبد و از بدنه فلز کنده می‌شود که فلز به تدریج فاسد شده ، از بین می‌رود؛ مثل ((آهن)). اینگونه فلزات را به روشهای متفاوت از زنگ زدن محافظت می‌نمایند، روشهایی مثل رنگ زدن ، زدن ضد زنگ ، چرب کردن سطح فلز بوسیله یک ماده روغنی مانند ((گریس)) ، لعاب دادن ، آب فلز کاری و حفاظت کاتدی. |
+ | بطور کلی ، ((فلز|فلزات)) سه دسته‌اند. یک دسته ، آنهایی که مثلا ((طلا)) و ((پلاتین)) ، در مجاورت هوا اکسید نمی‌شوند و نیازی به محافظت ندارند.
دسته دوم ، آنهایی که وقتی در مجاورت هوا قرار می‌گیرند، اتمهای سطحشان ((اکسیداسیون-احیا|اکسید)) می‌شوند، ولی اکسید آنها مقاوم است و چسبیده به ((فلز)) باقی می‌ماند و خود لایه محافظی برای فلز می‌شود. این گونه فلزات هم نیازی به محافظت ندارند. مثل ~~brown:Zn~~ ، ~~brown:Al~~ ، ~~brown:CO~~ ، ~~brown:Ni~~ ، ~~brown:Sn~~ ، ~~brown:Cr~~ و نظیر آنها.
دسته سوم فلزاتی که وقتی سطح آنها در مجاورت هوا اکسید می‌گردد، اکسید آنها متخلخل است و به فلز نمی‌چسبد و از بدنه فلز کنده می‌شود که فلز به تدریج فاسد شده ، از بین می‌رود؛ مثل ((آهن)). اینگونه فلزات را به روشهای متفاوت از زنگ زدن محافظت می‌نمایند، روشهایی مثل رنگ زدن ، زدن ضد زنگ ، چرب کردن سطح فلز بوسیله یک ماده روغنی مانند ((گریس)) ، لعاب دادن ، آب فلز کاری و حفاظت کاتدی. |
| | !اصول حفاظت کاتدی | | !اصول حفاظت کاتدی |
| | در کنار فلز فاسد شدنی ، یک فلز با پتانسیل احیاء کمتر قرار می‌دهند تا اگر این دو فلز باهم یک ((پیل الکتروشیمیایی)) تشکیل دادند، فلز دارای __E__ احیای بیشتر، در نقش ((آند و کاتد|کاتد)) پیل قرار گیرد و ((خوردگی فلزات|خورده)) نشود. در این پیل ، فلز دارای __E__ کمتر خورده می‌شود و فلز مقابلش را ازخطر زنگ زدن می‌رهاند. این طریقه حفاظت را __~~green:حفاظت کاتدی~~__ می‌نامند.
امروزه ، بدنه کشتیها ، پایه‌های اسکله‌ها و لوله‌های انتقال ((نفت خام|نفت)) و ((گاز)) را که در زیر زمین کار می‌گذارند، با همین روش حفاظت می‌نمایند. مثلا در کنار آهن ، فلز ((منیزیم)) قرار می‌دهند که منیزیم ، ((الکترون)) می‌دهد و خورده می‌شود. | | در کنار فلز فاسد شدنی ، یک فلز با پتانسیل احیاء کمتر قرار می‌دهند تا اگر این دو فلز باهم یک ((پیل الکتروشیمیایی)) تشکیل دادند، فلز دارای __E__ احیای بیشتر، در نقش ((آند و کاتد|کاتد)) پیل قرار گیرد و ((خوردگی فلزات|خورده)) نشود. در این پیل ، فلز دارای __E__ کمتر خورده می‌شود و فلز مقابلش را ازخطر زنگ زدن می‌رهاند. این طریقه حفاظت را __~~green:حفاظت کاتدی~~__ می‌نامند.
امروزه ، بدنه کشتیها ، پایه‌های اسکله‌ها و لوله‌های انتقال ((نفت خام|نفت)) و ((گاز)) را که در زیر زمین کار می‌گذارند، با همین روش حفاظت می‌نمایند. مثلا در کنار آهن ، فلز ((منیزیم)) قرار می‌دهند که منیزیم ، ((الکترون)) می‌دهد و خورده می‌شود. |
| | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
| |
| |
|
| | {img src=img/daneshnameh_up/c/c6/galvanization_dipping.jpg} | | {img src=img/daneshnameh_up/c/c6/galvanization_dipping.jpg} |
| | | | |
| | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
| | | | |
| | | | |
| | گالوانیزاسیون به روش غوطه‌وری | | گالوانیزاسیون به روش غوطه‌وری |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | | |
|
| | !آب فلز کاری | | !آب فلز کاری |
| | آب کاری فلزات به دو روش صورت می‌گیرد: | | آب کاری فلزات به دو روش صورت می‌گیرد: |
| | !!گالوانیزاسیون | | !!گالوانیزاسیون |
| | در این روش ، فلز فاسد شدنی را در مذاب یک فلز فاسد نشدنی فرو می‌برند و بیرون می‌آورند تا سطح آن از یک لایه فلز فاسد نشدنی پوشیده شود. مثلا ورقه‌های نازک آهنی را در مذاب فلز ((روی)) فرو می‌برند و بیرون می‌آورند تا سطح آنها از فلز روی پوشیده شود و به این طریق ورقه‌های __آهن سفید__ یا ((آهن گالوانیزه)) تهیه می‌نمایند که در ساختن لوازمی مثلا لوله بخاری ، کانال کولر ، شیروانی منازل و از این قبیل بکار می‌رود. لوله‌های آب هم ، __آهن سفید__ هستند.
اگر ورقه‌های آهنی را در ((قلع)) مذاب بزنیم و بیرون آوریم و سطح آنها را قلع اندود کنیم، __حلبی__ بدست می‌آید که از آن در ساختن قوطی مواد غذایی ، نظیر کنسروها استفاده می‌گردد. | | در این روش ، فلز فاسد شدنی را در مذاب یک فلز فاسد نشدنی فرو می‌برند و بیرون می‌آورند تا سطح آن از یک لایه فلز فاسد نشدنی پوشیده شود. مثلا ورقه‌های نازک آهنی را در مذاب فلز ((روی)) فرو می‌برند و بیرون می‌آورند تا سطح آنها از فلز روی پوشیده شود و به این طریق ورقه‌های __آهن سفید__ یا ((آهن گالوانیزه)) تهیه می‌نمایند که در ساختن لوازمی مثلا لوله بخاری ، کانال کولر ، شیروانی منازل و از این قبیل بکار می‌رود. لوله‌های آب هم ، __آهن سفید__ هستند.
اگر ورقه‌های آهنی را در ((قلع)) مذاب بزنیم و بیرون آوریم و سطح آنها را قلع اندود کنیم، __حلبی__ بدست می‌آید که از آن در ساختن قوطی مواد غذایی ، نظیر کنسروها استفاده می‌گردد. |
| | !!الکترولیز | | !!الکترولیز |
| - | در این روش ، فلز آب گیرنده یا فاسد شدنی را بجای __کاتد__ و فلز پوشش دهنده را بجای ((آند و کاتد|آند)) قرار می‌دهند و در ظرف ((الکترولیز)) ، محلولی از یک نمک فلز آب دهنده (فلز پوشش دهنده) را به عنوان ((الکترولیت)) می‌ریزند. با برقراری جریان ، اتمهای فلز آب دهنده (فلز پوشش دهنده) به صورت یون مثبت از آند کنده می‌شود و از طریق ((الکترولیت)) ، بطرف کاتد یا آب گیرنده (فلز مورد آبکاری) رفته ، از آن الکترون می‌گیرند و مجددا به صورت فلز در آمده ، بر سطح فلز (مورد ((آبکاری فلزات|آبکاری))) می‌نشینند و تمامی سطح آن را می‌پوشانند.
به عنوان نمونه در آب فلز کاری یک قاشق ((مس|مسی)) در نقش کاتد و نقره در نقش آند است. قاشق مسی را به کاتد وصل می‌کنیم و الکترولیت می‌تواند محلول نیترات نقره باشد. اتمهای نقره به صورت یون ~~brown:{TEX()} {Ag^+} {TEX}~~ از ورقه نقره‌ای جدا شده و بسوی قاشق مسی می‌روند. از آن الکترون می‌گیرند و به صورت اتم ~~green:{TEX()} {Ag} {TEX}~~ در آمده بر سطح قاشق می‌نشینند.
زیرا با این که در آب ، یون ~~brown:{TEX()} {H^+} {TEX}~~ هم وجود دارد، یونهای ~~brown:{TEX()} {Ag^+} {TEX}~~ در رقابت با یونهای ~~brown:{TEX()} {H^+} {TEX}~~ برنده می‌شوند و به کاتد می‌روند. در رقابت میان یونهای ~~brown:{TEX()} {NO_3^- } {TEX}~~، ~~brown:{TEX()} {OH^-} {TEX}~~ نیز یونهای ~~brown:{TEX()} {OH^-} {TEX}~~ برنده شده ، به آند می‌روند و الکترون اضافی خود را از دست داده و گاز ((اکسیژن)) تولید می‌نمایند. |
+ | در این روش ، فلز آب گیرنده یا فاسد شدنی را بجای __کاتد__ و فلز پوشش دهنده را بجای ((آند و کاتد|آند)) قرار می‌دهند و در ظرف ((الکترولیز)) ، محلولی از یک نمک فلز آب دهنده (فلز پوشش دهنده) را به عنوان ((الکترولیت)) می‌ریزند. با برقراری جریان ، اتمهای فلز آب دهنده (فلز پوشش دهنده) به صورت یون مثبت از آند کنده می‌شود و از طریق الکترولیت ، بطرف کاتد یا آب گیرنده (فلز مورد آبکاری) رفته ، از آن الکترون می‌گیرند و مجددا به صورت فلز در آمده ، بر سطح فلز (مورد ((آبکاری فلزات|آبکاری))) می‌نشینند و تمامی سطح آن را می‌پوشانند.
به عنوان نمونه در آب فلز کاری یک قاشق ((مس|مسی)) در نقش کاتد و نقره در نقش آند است. قاشق مسی را به کاتد وصل می‌کنیم و الکترولیت می‌تواند محلول نیترات نقره باشد. اتمهای نقره به صورت یون ~~brown:{TEX()} {Ag^+} {TEX}~~ از ورقه نقره‌ای جدا شده و بسوی قاشق مسی می‌روند. از آن الکترون می‌گیرند و به صورت اتم ~~green:{TEX()} {Ag} {TEX}~~ در آمده بر سطح قاشق می‌نشینند.
زیرا با این که در آب ، یون ~~brown:{TEX()} {H^+} {TEX}~~ هم وجود دارد، یونهای ~~brown:{TEX()} {Ag^+} {TEX}~~ در رقابت با یونهای ~~brown:{TEX()} {H^+} {TEX}~~ برنده می‌شوند و به کاتد می‌روند. در رقابت میان یونهای ~~brown:{TEX()} {NO_3^- } {TEX}~~، ~~brown:{TEX()} {OH^-} {TEX}~~ نیز یونهای ~~brown:{TEX()} {OH^-} {TEX}~~ برنده شده ، به آند می‌روند و الکترون اضافی خود را از دست داده و گاز ((اکسیژن)) تولید می‌نمایند. |
| | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
| |
| |
|
| | {img src=img/daneshnameh_up/a/ae/brownlee.jpg} | | {img src=img/daneshnameh_up/a/ae/brownlee.jpg} |
| | | | |
| | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
| | | | |
| | | | |
| | ظرف الکتولیز | | ظرف الکتولیز |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | | |
|
| | !تفاوت آهن گالوانیزه و حلبی | | !تفاوت آهن گالوانیزه و حلبی |
| | اگر سطح آهن سفید خراش بردارد، آهن و روی باهم __پیل الکتروشیمیایی__ تشکیل می‌دهند. در این پیل ، روی خرده می‌شود، زیرا پتانسیل احیاء روی از پتانسیل احیاء آهن کمتر است. اما اگر سطح حلبی خراش بردارد، قلع و آهن باهم پیل الکتروشیمیایی تشکیل می‌دهند. در این پیل ، آهن خورده می‌شود، زیرا پتانسیل احیاء قلع از پتانسیل احیاء آهن بیشتر است و آهن در نقش آند پیل عمل می‌کند و از بین می‌رود که این طریقه زنگ زدن را __زنگ زدن الکتروشیمیایی__ می‌نامند. | | اگر سطح آهن سفید خراش بردارد، آهن و روی باهم __پیل الکتروشیمیایی__ تشکیل می‌دهند. در این پیل ، روی خرده می‌شود، زیرا پتانسیل احیاء روی از پتانسیل احیاء آهن کمتر است. اما اگر سطح حلبی خراش بردارد، قلع و آهن باهم پیل الکتروشیمیایی تشکیل می‌دهند. در این پیل ، آهن خورده می‌شود، زیرا پتانسیل احیاء قلع از پتانسیل احیاء آهن بیشتر است و آهن در نقش آند پیل عمل می‌کند و از بین می‌رود که این طریقه زنگ زدن را __زنگ زدن الکتروشیمیایی__ می‌نامند. |
| | !روئین شدن | | !روئین شدن |
| | باید بدانیم که آهن ، در محیط مرطوب و اکسیژن‌دار زنگ می‌زند و زنگ تولید شده ، __اکسید آهن III آبدار__ است که فرمول آن را معمولا بصورت ~~brown:{TEX()} {2Fe_2O_3} {TEX}~~ و ~~brown:{TEX()} {3H_2O} {TEX}~~ می‌نویسند. چون مقدار آب آن در همه موارد یکسان نیست، اغلب موارد آن را به صورت ~~brown:{TEX()} {Fe_2O_3} {TEX}~~ و ~~brown:{TEX()} {XH_2O} {TEX}~~ نشان می‌دهند. محیط اسیدی (مثلا هوای دارای ~~brown:{TEX()} {H_2S} {TEX}~~ و ~~brown:{TEX()} {SO_2} {TEX}~~) در مجاورت با فلزی که تمایل کمتری برای از دست دادن الکترون دارد، به زنگ زدن یک فلز کمک می‌نماید.
__روئین شدن__ یا __پاسیو شدن__ بعضی از فلزات را مربوط به تشکیل لایه‌ای از اکسید می‌دانند که سطح فلز را می‌پوشاند و در اسید حل نمی‌شود. در مورد آهن که اکسید مغناطیسی ~~brown:{TEX()} {Fe_3O_4} {TEX}~~ تشکیل می‌دهد، این اکسید در بعضی اسیدها حل نمی‌شود. | | باید بدانیم که آهن ، در محیط مرطوب و اکسیژن‌دار زنگ می‌زند و زنگ تولید شده ، __اکسید آهن III آبدار__ است که فرمول آن را معمولا بصورت ~~brown:{TEX()} {2Fe_2O_3} {TEX}~~ و ~~brown:{TEX()} {3H_2O} {TEX}~~ می‌نویسند. چون مقدار آب آن در همه موارد یکسان نیست، اغلب موارد آن را به صورت ~~brown:{TEX()} {Fe_2O_3} {TEX}~~ و ~~brown:{TEX()} {XH_2O} {TEX}~~ نشان می‌دهند. محیط اسیدی (مثلا هوای دارای ~~brown:{TEX()} {H_2S} {TEX}~~ و ~~brown:{TEX()} {SO_2} {TEX}~~) در مجاورت با فلزی که تمایل کمتری برای از دست دادن الکترون دارد، به زنگ زدن یک فلز کمک می‌نماید.
__روئین شدن__ یا __پاسیو شدن__ بعضی از فلزات را مربوط به تشکیل لایه‌ای از اکسید می‌دانند که سطح فلز را می‌پوشاند و در اسید حل نمی‌شود. در مورد آهن که اکسید مغناطیسی ~~brown:{TEX()} {Fe_3O_4} {TEX}~~ تشکیل می‌دهد، این اکسید در بعضی اسیدها حل نمی‌شود. |
| | !مباحث مرتبط با عنوان | | !مباحث مرتبط با عنوان |
| | *((آبکاری فلزات)) | | *((آبکاری فلزات)) |
| | *((آند و کاتد)) | | *((آند و کاتد)) |
| | *((آنیون و کاتیون)) | | *((آنیون و کاتیون)) |
| | *((اکسیداسیون-احیا)) | | *((اکسیداسیون-احیا)) |
| | *((الکتروشیمی)) | | *((الکتروشیمی)) |
| | *((الکتروشیمی تعادل)) | | *((الکتروشیمی تعادل)) |
| | *((الکترود)) | | *((الکترود)) |
| | *((الکترولیت)) | | *((الکترولیت)) |
| | *((الکترولیز)) | | *((الکترولیز)) |
| | *((پیل الکتروشیمیایی)) | | *((پیل الکتروشیمیایی)) |
| | *((شیمی فیزیک)) | | *((شیمی فیزیک)) |
| | *((خوردگی فلزات)) | | *((خوردگی فلزات)) |
