קורוזיה ושינויים כימיים במתכת אלומיניום

אלומיניום הוא מתכת שיש בה יישומים תעשייתיים רבים. במצב טהור זה מאוד תגובתי. עם זאת, הוא נעשה פחות תגובתי ועמיד בפני קורוזיה עקב ציפוי המתרחש על פניו. ציפוי זה הוא תחמוצת אלומיניום, המגנה על האלומיניום שמתחתיו. כימיקלים שונים יכולים להגיב עם תחמוצת האלומיניום, ובכך לקדם קורוזיה נוספת ושינויים באלומיניום הטהור שמתחת.

תגובתיות האלומיניום מונעת ממנו להתרחש באופן טבעי במצב טהור. במקום זאת, הוא קיים בעפרות הנקראת בוקסיט. על מנת לייצר אלומיניום לשימוש בעולם התעשייה, הבוקסיט חייב לעבור תהליך טיהור הנקרא תהליך באייר. ליוני אלומיניום טעינה של +3. פירוש הדבר שלאטומים יש שלושה פרוטונים יותר מאשר אלקטרונים. על מנת להוסיף אלקטרונים ליוני אלומיניום, לכן תהליך הטיהור דורש כמות גדולה של חשמל.

לתחמוצת אלומיניום נוסחה כימית של Al2O3. לשני יוני האלומיניום מטען משולב של +6, ויוני החמצן הם בעלי מטען משולב של -6. אטומי אלומיניום טהורים יגיבו עם אטומי חמצן ויצרו שכבה של תחמוצת אלומיניום על פני דגימת אלומיניום טהורה. תחמוצת אלומיניום היא תרכובת גבישית קשה מאוד, עם נקודת התכה מעל 2,000 מעלות צלזיוס (3,632 פרנהייט).

יצירת תחמוצת האלומיניום היא דוגמה לקורוזיה. אטומי האלומיניום מאבדים אלקטרונים לאטומי חמצן. עם זאת, שכבת תחמוצת האלומיניום הנוצרת על פני אלומיניום טהור מגנה על האלומיניום שמתחתיו מפני קורוזיה נוספת. ניתן להגן על האלומיניום עוד יותר על ידי שכבה עבה יותר של תחמוצת אלומיניום על דגימה. זה נעשה באמצעות אלקטרוליזה.

תחמוצת האלומיניום אינה אטומה לשינויים כימיים אחרים. תחמוצת אלומיניום מגיבה עם יונים OH ויוצרים הידרוקסיד אלומיניום. לכן, זה לא רעיון טוב לחשוף סירי ומחבתות אלומיניום למזון ולכימיקלים בסיסיים, או בסיסיים. כאשר תחמוצת האלומיניום מתפרקת, הדבר יאפשר גם לאלומיניום הטהור שתחתיה להגיב. תרכובות חומציות, לעומת זאת, יכולות לחזק את שכבת תחמוצת האלומיניום ולסייע במניעת קורוזיה ותגובות כימיות אחרות.