เหล็กออกไซด์ซึ่งเป็นสารประกอบสีน้ำตาลแดงมักเรียกว่าสนิม มันเกิดขึ้นเมื่อเหล็กและออกซิเจนทำปฏิกิริยาในน้ำหรือในความชื้นในอากาศ ปฏิกิริยาของเหล็กและคลอไรด์ใต้น้ำเรียกอีกอย่างว่าสนิม ปัจจัยบางอย่างเร่งกระบวนการเกิดสนิม เช่น เกลือในน้ำ
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
การเกิดสนิมเป็นรูปแบบทั่วไปของการกัดกร่อน ซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออะตอมของโลหะทำปฏิกิริยากับสิ่งแวดล้อม น้ำเกลือไม่ทำให้โลหะขึ้นสนิม แต่เร่งกระบวนการเกิดสนิมเนื่องจากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้ง่ายกว่าในน้ำเกลือ
โลหะขึ้นสนิมอย่างไร
โลหะทั้งหมดไม่เป็นสนิม ตัวอย่างเช่น อะลูมิเนียมไม่เป็นสนิมเพราะมีชั้นป้องกันของอะลูมิเนียมออกไซด์อยู่บนพื้นผิว สิ่งนี้จะหยุดโลหะไม่ให้สัมผัสโดยตรงกับน้ำ (หรือความชื้นในอากาศ) และออกซิเจน ในทางกลับกัน เหล็กเกิดสนิมเพราะจะสร้างไฮเดรตของเหล็กออกไซด์เมื่อสัมผัสกับน้ำ (หรือความชื้นในอากาศ) และออกซิเจน
การเกิดสนิมไม่สามารถเกิดขึ้นได้หากไม่มีทั้งน้ำและออกซิเจน น้ำช่วยให้เหล็กทำปฏิกิริยากับออกซิเจนโดยการทำลายโมเลกุลออกซิเจน ในช่วงเริ่มต้นของการเกิดสนิม เหล็กจะสูญเสียอิเล็กตรอนและออกซิเจนจะได้รับอิเล็กตรอน ไอออนของเฟอร์รัสและเฟอร์ริกจะทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อสร้างเฟอร์รัสไฮดรอกไซด์ เฟอร์ริกไฮดรอกไซด์และไฮโดรเจน ไฮดรอกไซด์สูญเสียน้ำเพื่อสร้างสารประกอบเหล็กมากขึ้น ผลรวมของปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดเหล่านี้ทำให้เกิดสะเก็ดสนิม ดังนั้นมันจึงตกลงมาจากเหล็กและทำให้เกิดเหล็กใหม่ ซึ่งสามารถเริ่มเกิดสนิมได้เช่นกัน
น้ำเกลือ vs. น้ำจืด
กระแสน้ำไหลได้ง่ายกว่าในน้ำเกลือ เนื่องจากน้ำเกลือซึ่งเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์มีไอออนที่ละลายน้ำได้มากกว่าน้ำจืด ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ได้ง่ายกว่า เนื่องจากการเกิดสนิมเป็นเรื่องของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน เหล็กจึงเกิดสนิมในน้ำเกลือได้เร็วกว่าที่เกิดในน้ำจืด วัตถุโลหะบางชนิดที่จมอยู่ในน้ำเค็มเป็นเวลานาน เช่น เครื่องยนต์เรือ เกิดสนิมอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม สิ่งของต่างๆ ไม่จำเป็นต้องจุ่มลงในน้ำเกลือจนหมดเพื่อให้เกิดสิ่งนี้ขึ้นเพราะเพิ่มขึ้น ความชื้นในอากาศและสเปรย์เกลือสามารถให้ไอออนบวกของอิเล็กโทรไลต์ (ไอออนบวก) และแอนไอออน (ลบ) ไอออน)
ป้องกันสนิมของโลหะ
เหล็กเคลือบด้วยชั้นป้องกันของสังกะสีช่วยป้องกันไม่ให้เกิดสนิม เนื่องจากสังกะสีจะหยุดปฏิกิริยาระหว่างเหล็กกับออกซิเจนและน้ำ สิ่งนี้เรียกว่าการชุบสังกะสี สีที่ผลิตขึ้นเป็นพิเศษยังสามารถป้องกันไม่ให้น้ำเกลือหรืออากาศที่มีรสเค็มทำให้โลหะขึ้นสนิมได้