โรงเรียนนวมินทราชินูทิศ สตรีวิทยา พุทธมณฑล

K-Me Article

การผุกร่อนของโลหะ (Corrosion)

การผุกร่อนของโลหะ (Corrosion)

การผุกร่อนของโหะเกิดจากการที่โลหะใด ๆ ถูกออกซิไดซ์ด้วยตัวออกซิไดซ์ต่าง ๆ (โลหะเป็นตัวรีดิวซ์ เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน) ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ ที่เกิดขึ้นได้เอง จึงเป็นเซลล์กัลวานิกชนิดหนึ่ง โลหะที่ผุกร่อนเป็นแอโนด โลหะต่างชนิดจะมีอัตราเร็วในการผุกร่อนหรือความยาก-ง่ายในการผุกร่อนไม่เท่ากัน ดูได้จากค่า E^o ของโลหะแต่ละชนิด โลหะใดมีค่า E^o มากกว่าจะผุกร่อนยากกว่าโลหะที่มีค่า E^o น้อยกว่า เช่น

Mg²⁺ + 2e^-     →     Mg        E⁰   =   -2.38   V

Zn²⁺  + 2e^-     →     Zn         E⁰   =   -0.76   V

Fe²⁺  + 2e^-     →     Fe          E⁰   =  -0.41    V

               โลหะ 3 ชนิดนี้เมื่อถูกออกซิไดซ์ด้วยตัวออกซิไดซ์ชนิดเดียวกันแล้ว  ลำดับการผุกร่อนจากยากไปง่ายเรียงลำดับดังนี้  Fe >Zn > Mg  นอกจากนี้แล้วการผุกร่อนจะเร็วหรือช้ายังขึ้นอยู่กับความแรงของตัวออกซิไดซ์ดัวย  ความแรงของตัวออกซิไดซ์ดูได้จากค่า  E^o  เช่นกัน  ตัวออกซิไดซ์ที่มีค่า  E^o  มากกว่าจะมีความแรงของการออกซิไดซ์มากกว่าด้วย  เช่น

I₂(s) + 2e^- → 2I^-(aq) ; E^o = 0.54 V

Br₂(l) + 2e^- → 2Br^-(aq) ; E^o = 1.07 V

Cl₂(g) + 2e^- → 2Cl^-(aq) ; E^o = 1.36 V

ความแรงในการอกซิไดซ์จากมากไปน้อยคือ Cl₂ > Br₂ > I₂ ถ้าเปรียบเทียบอัตราเร็วในการผุกร่อนของโลหะชนิดเดียวกันจากการถูกออกซิไดซ์ด้วยตัวออกซิไดซ์ทั้ง 3 ชนิดนี้ การผุกร่อนจากการออกซิไดซ์ของ Cl₂ จะเร็วที่สุด ขณะที่การผุกร่อนจากการถูกออกซิไดซ์ด้วย I₂ จะช้าที่สุด

ตัวออกซิไดซ์ที่จะทำให้โลหะผุกร่อนได้ ต้องมีค่า E^o มากกว่า E^o ของโลหะ

ตัวออกซิไดซ์ที่สำคัญเพราะมีอยู่มากตามธรรมชาติ และเป็นตัวการให้โลหะส่วนใหญ่เกิดการผุกร่อนได้แก่  H⁺ , H₂O ,   O₂+ H₂O ,  O₂+ H⁺  (นอกจากนี้ยังมีตัวออกซิไดซ์อื่นได้อีกมากมาย) แต่ละชนิดมีความแรงในการออกซิไดซ์ต่างกัน  พิจารณาได้จากค่า E⁰ ต่อไปนี้

               2H₂O(l) + 2e^-  →    H₂(g) + 2OH^-       E⁰ =   -0.83 V

               2H⁺   + e^-    →        H₂                         E⁰ =   0.00  V

               O₂(g) + 2H₂O(l) + 4e^-  →  4OH^-(aq)   E⁰ =  +0.40 V

               O₂  +  4H⁺ + 4e^-   → 2H₂O                  E⁰ =  +1.23 V

               สังเกตค่า  E^o ของตัวออกซิไดซ์ในรูปแบบต่าง ๆ เป็นดังนี้

-     น้ำบริสุทธิ์เป็นตัวออกซิไดซ์ที่อ่อนมาก

-    H⁺  ก็คือสารละลายกรดทั่วไปเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงกว่า

-    O₂ + H₂O  คือออกซิเจนร่วมกับน้ำหรือมีออกซิเจนอยู่ในที่เปียกชื้น  เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงยิ่งขึ้น

-    O₂ + 4H⁺  คือออกซิเจนร่วมกับกรด  ยิ่งเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงขึ้นอีก

               ในที่นี้จะศึกษาการผุกร่อนของเหล็ก (Fe) เป็นตัวอย่าง  เนื่องจากมีการนำมาใช้ประโยชน์กันอย่างแพร่หลาย เมื่อเข้าใจการผุกร่อนของเหล็กแล้วก็สามารถนำไปเทียบเคียงกับโลหะอื่นได้โดยใช้หลักการเดียวกัน

               ค่า E⁰ ของเหล็ก คือ     Fe²⁺  + 2e^-     →       Fe   ;    E⁰     =    -0.41  V

ตัวออกซิไดซ์ที่มีค่า E⁰ ต่ำกว่า -0.41 V จะไม่สามารถออกซิไดซ์เหล็กหรือไม่ทำให้เหล็กผุกร่อน ตัวออกซิไดซ์ใด ๆ ที่มีค่า E⁰สูงกว่า -0.41 V จึงจะสามารถออกซิไดซ์เหล็กหรือทำให้เหล็กผุกร่อนได้ ยิ่งมีค่า E⁰ มากขึ้นเท่าไรก็จะยิ่งทำให้เกิดการผุกร่อนได้เร็วขึ้นเท่านั้น ถ้าเปรียบเทียบค่า E^o ของ Fe กับค่า E^o ของตัวออกซิไดซ์ในรูปแบบต่าง ๆ จะเห็นว่า น้ำบริสุทธิ์ออกซิไดซ์เหล็กไม่ได้ต้องมีน้ำหรือความชื้นร่วมด้วย (ออกซิเจนที่ไม่มีน้ำออกซิไดซ์เหล็กไม่ได้เช่นกัน)

(คลิ้กชมการผุกร่อนของโลหะ)

Content's Picture

Size : 72.77 KBs
Upload : 2012-10-30 20:26:24

Comment(s)

Current Page(s) 1/0

Vote this Content ?

Vote(s)

Create by :

K-Me

Status : ผู้ใช้ทั่วไป
วิทยาศาสตร์

โรงเรียนนวมินทราชินูทิศ สตรีวิทยา พุทธมณฑล 70 หมู่ 2 แขวงทวีวัฒนา เขตทวีวัฒนา กรุงเทพฯ 10170 โทรศัพท์ 0 2441 3593 E-Mail:satriwit3@gmail.com	Generated 0.032299 sec.