ثانوية أرشيف المدونة

تآكل المعادن: صدأ الحديد وطرق الحماية

درس تآكل المعادن: نفهم كيف يصدأ الحديد كأنه خلية جلفانية صغيرة،‏ ثم ما الذي يزيد الصدأ،‏ وكيف نحمي الحديد منه. وفي صفحة الأسئلة تجد باقي الدرس.

كيف يصدأ الحديد

التآكل تفاعل أكسدة واختزال تلقائي يحدث للفلز عند تعرضه للماء والأكسجين والوسط المحيط. وعلى سطح الحديد تتكون خلايا جلفانية صغيرة :

سؤال من درس «تآكل المعادن»
اعرض الحل

(1) أيونات Fe²⁺ تتكون عند الأنود.

(2) حركة الإلكترونات داخل الحديد.

(3) يترسب الصدأ Fe(OH)₃

الإجابة (د).

العوامل المؤثرة في معدل الصدأ

سؤال من درس «تآكل المعادن»
اعرض الحل

الأملاح الذائبة مثل كلوريد الصوديوم تزيد توصيل الماء للتيار فتزيد معدل الصدأ.

الإجابة (ب).

وبمقارنة مسامير حديد في ظروف مختلفة (ماء وهواء ،‏ ماء مغطى بالزيت ،‏ هواء جاف) نحدد ترتيب معدل الصدأ:

سؤال من درس «تآكل المعادن»
اعرض الحل

الماء المالح يسرع الصدأ (Z) ثم الماء (W).

الزيت يقلل وصول الأكسجين (X) والعامل المجفف يمنع الصدأ (Y).

فيكون الترتيب Y < X < W < Z

الإجابة (د).

اتصال الحديد بفلز آخر

سؤال من درس «تآكل المعادن»
اعرض الحل

النيكل والنحاس أقل نشاطًا من الحديد.

فيعمل الحديد كأنود ويصدأ أولًا في التجربتين (2) و (3).

الإجابة (أ).

الحماية بالعزل والطلاء

سؤال من درس «تآكل المعادن»
اعرض الحل

الأنبوبة (P) : الحديد يصدأ ويستهلك أكسجين الهواء فيرتفع الماء.

الأنبوبة (Q) : الحديد مطلي بالسلاقون فلا يصدأ ولا يتغير مستوى الماء.

الإجابة (ج).

الفلز المستخدممثالعند حدوث خدش
أنشط من الحديدالخارصين (الجلفنة)يتآكل الخارصين ويظل الحديد محميًا
أقل نشاطًا من الحديدالقصدير ،‏ النحاس ،‏ النيكل ،‏ الكروميتآكل الحديد بسرعة أكبر
سؤال من درس «تآكل المعادن»
اعرض الحل

الفضة أقل نشاطًا من الحديد.

فيتآكل الحديد بسرعة أكبر عند خدشها.

الإجابة (د).

الحماية الكاثودية (القطب المضحي)

نوصل الحديد بفلز أنشط منه مثل Mg أو Zn فيصبح الحديد هو الكاثود ولا يتآكل،‏ ويتآكل الفلز المضحي ويتم تغييره من وقت لآخر. وتستخدم هذه الطريقة في حماية الأنابيب المدفونة وهياكل السفن والخزانات.

سؤال من درس «تآكل المعادن»
اعرض الحل

(X) قطب مضحي أنشط من الحديد.

يختزل أيونات الحديد في محلوله فتتجه الإلكترونات من (X) إلى الحديد (1).

الإجابة (ب).

ولا يصلح لحماية الحديد أي فلز،‏ بل لا بد أن يكون جهد أكسدته أكبر من جهد أكسدة الحديد:

سؤال من درس «تآكل المعادن»
اعرض الحل

الخارصين أنشط من الحديد فيتأكسد بدلًا منه.

تنتقل الإلكترونات من الخارصين إلى الحديد فيحميه.

الإجابة (ج).

الجلفنة بالتحليل الكهربي

يكون الجسم الحديدي هو الكاثود،‏ وقطب الخارصين هو الأنود،‏ والإلكتروليت محلول ملح الخارصين.

سؤال من درس «تآكل المعادن»
اعرض الحل

(١) القطب (X) ،‏ لأن قراءة الفولتميتر تدل على أن الشكل يُعبر عن خلية دانيال التي يعمل فيها الخارصين كأنود تنتقل منه الإلكترونات في دائرة السلك الخارجية.

(٢) (أ) Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻

(ب) Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s)

وجدت خطأ في المقال أو عندك اقتراح؟ 📧 تواصل معنا

← كل المقالات