สนิมคืออะไร?

สนิมคืออะไร?
(เรียบเรียงโดย ณัฐนันท์ รัตนชื่อสกุล)
2
สนิมเป็นสารประกอบแสนธรรมดาของเหล็กออกไซด์ มีสูตรทางเคมีว่า Fe2O3 เนื่องจากเหล็กทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศได้ง่าย การเกิดสนิมเหล็กนั้นถือเป็นกระบวนการกัดกร่อนทางไฟฟ้าเคมีอย่างหนึ่งตามธรรมชาติ โดยตัวอะตอมของเหล็กจะให้อิเล็กตรอนกับแก๊สออกซิเจน ทำให้เกิดการถ่ายโอนอิเล็กตรอนเหมือนกับปฏิกิริยาในถ่ายไฟฉาย และแบตเตอรี่ ทำให้ไอออนบวกของเหล็กที่เกิดขึ้นรวมตัวกับออกซิเจนกลายเป็นสนิมเหล็กนั่นเอง
3
โครงสร้างอะตอม Fe2O3 (เหล็กออกไซด์) ที่มา : chemspider.com
องค์ประกอบ 3 สิ่งที่สำคัญในการเกิดสนิมเหล็กคือ ตัวเหล็กเอง แก๊สออกซิเจน และน้ำ เมื่อเกิดสภาวะแวดล้อมที่มีครบทั้ง 3 องค์ประกอบแล้ว ปฏิกิริยาที่ตามมาคือ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จะลงไปละลายในน้ำและเกิดเป็นกรดคาร์บอนิกขึ้น ทำให้น้ำสามารถนำไฟฟ้าได้ดี ถัดมา กรดที่เกิดขึ้นจะไปละลายโลหะ เกิดเป็นไอออนบวกของเหล็ก ซึ่ง ณ ตอนนี้เองที่ออกซิเจนเข้ามารวมตัวกับไอออนของเหล็ก เกิดเป็น เหล็กออกไซด์ หรือสนิมเหล็กขึ้น นอกจากนี้ หากมีสารเคมีบางประเภทจะช่วยเร่งการเกิดสนิมได้เป็นอย่างมาก เช่น ฝนกรด หรือ น้ำทะเล เป็นต้น
2
วิธีการที่ง่ายที่สุดในการป้องกันการเกิดสนิมเหล็กก็คือ การป้องกันเหล็กไม่ให้สัมผัสกับน้ำและออกซิเจนในอากาศ เมื่อมีองค์ประกอบใดองค์ประกอบหนึ่งขาดไป ย่อมเกิดสนิมไม่ได้ เช่น การจอดรถไว้ในโรงจอดรถที่แห้งๆ หลีกเลี่ยงการจอดรถตากแดดตากฝน จะช่วยยืดอายุของตัวถังรถได้
1
อย่างไรก็ตาม อีกวิธีการป้องกันสนิมโดยอาศัยความรู้ทางไฟฟ้าเคมีเรียกว่า การทำแคโทดิก ซึ่งถูกใช้กับกับสิ่งของรอบตัวเราไปจนถึงระบบสาธารณูปโภคขนาดใหญ่
5
หลักการของการทำแคโทดิกอาศัยกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส โดยเมื่อโลหะ 2 ชนิดมาสัมผัสกัน โลหะที่มีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวกมากกว่า หรือเสียอิเล็กตรอนได้ง่ายกว่า จะเสียอิเล็กตรอนและกร่อนลง ดังนั้น เราจึงนำเหล็กไปต่อกับโลหะอย่างสังกะสีที่เสียอิเล็กตรอนได้ง่าย เพื่อให้สังกะสีเป็นดั่งแหล่งอิเล็กตรอนสำรอง เช่น เมื่อท่อเหล็กจะเสียอิเล็กตรอน เหล็กจะดึงอิเล็กตรอนจากสังกะสีมาใช้แทน ทำให้เหล็กไม่กร่อน แต่สังกะสีจะกร่อนแทนนั่นเอง
3
  • 31
โฆษณา