Alumīnija metāla korozija un ķīmiskās izmaiņas

Alumīnijs ir metāls, kam ir daudz rūpniecisku pielietojumu. Tīrā stāvoklī tas ir ļoti reaktīvs. Tomēr tas tiek padarīts mazāk reaktīvs un izturīgs pret koroziju, pateicoties pārklājumam, kas rodas uz tā virsmas. Šis pārklājums ir alumīnija oksīds, kas aizsargā alumīniju zem tā. Dažādas ķīmiskas vielas var reaģēt ar alumīnija oksīdu, tādējādi potenciāli veicinot turpmāku koroziju un izmaiņas tīrā alumīnijā zem tā.

Alumīnija reaktivitāte neļauj tam dabiski notikt tīrā stāvoklī. Tā vietā tas atrodas rūdā, ko sauc par boksītu. Lai iegūtu alumīniju izmantošanai rūpniecības pasaulē, boksītam ir jāveic attīrīšanas process, ko sauc par Bayer procesu. Alumīnija jonu lādiņš ir +3. Tas nozīmē, ka atomiem ir vēl trīs protoni nekā elektroni. Lai alumīnija joniem pievienotu elektronus, attīrīšanas procesam ir nepieciešams liels elektrības daudzums.

Alumīnija oksīdam ir Al2O3 ķīmiskā formula. Divu alumīnija jonu kopējais lādiņš ir +6, un skābekļa joniem - -6. Tīri alumīnija atomi reaģēs ar skābekļa atomiem, veidojot alumīnija oksīda slāni uz tīra alumīnija parauga virsmas. Alumīnija oksīds ir ļoti ciets kristālisks savienojums, kura kušanas temperatūra pārsniedz 2000 grādus pēc Celsija (3632 Fārenheita).

Alumīnija oksīda radīšana ir korozijas piemērs. Alumīnija atomi zaudē elektronus skābekļa atomiem. Tomēr alumīnija oksīda slānis, kas veidojas uz tīra alumīnija virsmas, aizsargā zem tā esošo alumīniju no turpmākas korozijas. Alumīniju var vēl vairāk aizsargāt ar biezāku alumīnija oksīda slāni uz parauga. Tas tiek panākts ar elektrolīzes palīdzību.

Alumīnija oksīds nav necaurlaidīgs citām ķīmiskām izmaiņām. Alumīnija oksīds reaģē ar OH joniem, veidojot alumīnija hidroksīdu. Tāpēc nav lietderīgi pakļaut alumīnija traukus un pannas sārmainā vai pamata pārtikai un ķimikālijām. Kad alumīnija oksīds sadalās, tas ļaus reaģēt arī tīram alumīnijam, kas atrodas zem tā. Skābie savienojumi savukārt var stiprināt alumīnija oksīda slāni un palīdzēt novērst koroziju un citas ķīmiskas reakcijas.