Тоттану және тоттану
Тоттану және тоттану – материалдардың ыдырауына әкелетін екі химиялық процесс.
Тоттану
Материал сыртқы ортамен әрекеттескенде, белгілі бір уақытта оның құрылымы бұзылып, ұсақ бөлшектерге ыдырайды. Сайып келгенде, ол атомдық деңгейге дейін ыдырауы мүмкін. Бұл коррозия деп аталады. Көбінесе бұл металдарда болады. Сыртқы ортаға әсер еткенде металдар атмосферадағы оттегімен тотығу реакцияларына түседі. Металдардан басқа, полимерлер, керамика сияқты материалдар да ыдырауға ұшырауы мүмкін. Дегенмен, бұл жағдайда ол деградация ретінде белгілі. Металдардың тоттануын тудыратын сыртқы факторларға су, қышқылдар, негіздер, тұздар, майлар және басқа да қатты және сұйық химиялық заттар жатады. Бұлардан басқа металдар қышқыл булары, формальдегид газы, аммиак газы және күкірті бар газдар сияқты газ тәрізді материалдардың әсерінен коррозияға ұшырайды. Коррозия процесінің негізі электрохимиялық реакция болып табылады. Коррозия жүретін металда катодтық және анодтық реакциялар жүреді. Металл атомдары сумен әсер еткенде олар оттегі молекулаларына электрондарын беріп, оң металл иондарын түзеді. Бұл анодтық реакция. Өндірілген электрондар катодтық реакция арқылы тұтынылады. Катодтық реакция және анодтық реакция жүретін екі орын жағдайларға байланысты бір-біріне жақын немесе алыс болуы мүмкін. Кейбір материалдар коррозияға төзімді, ал кейбіреулері коррозияға бейім. Дегенмен, коррозияны белгілі бір әдістермен болдырмауға болады. Қаптау - материалдарды коррозиядан қорғау әдістерінің бірі. Бұған бояу, бояу, бетке эмаль жағу, т.б. кіреді.
Тот басқан
Тот басу – құрамында темірі бар металдарға тән химиялық процесс. Басқаша айтқанда, темір бар кезде орын алатын коррозия процесі тоттану деп аталады. Тот басуы үшін белгілі бір шарттар болуы керек. Оттегі мен ылғалдың немесе судың қатысуымен темір бұл реакцияға түсіп, темір оксидінің қатарын құрайды. Бұл қызыл-қоңыр түсті қосылыс тот деп аталады. Сонымен, тот құрамында гидратталған темір (III) оксиді Fe2O3·nH2O және темір бар. (III) оксид-гидроксиді (FeO(OH), Fe(OH)3). Тот басу бір жерден басталса, ол ақырында жайылып, бүкіл металл ыдырайды. Темір ғана емес, құрамында темір (қорытпалар) бар металдар да тоттанады.
Тоттану электрондардың темірден оттегіге ауысуынан басталады. Темір атомдары екі электронды тасымалдап, төмендегідей темір (II) иондарын түзеді.
Fe → Fe2+ + 2 e−
Оттегі судың қатысуымен электрондарды қабылдау арқылы гидроксид иондарын түзеді.
O2 + 4 e– + 2 H2O → 4 OH –
Жоғарыда аталған реакциялар қышқылдар қатысында жылдамдайды. Әрі қарай, тұздар сияқты электролиттер болған кезде реакция одан әрі күшейеді. Тот құрамында темір (III) иондары бар, сондықтан түзілген Fe2+ тотықсыздану реакциясына түседі, Fe3+келесідей береді.
4 Fe2+ + O2 → 4 Fe3+ + 2 O 2−
Fe3+ және Fe2+ сумен келесі қышқыл-негіз реакцияларына түседі.
Fe2+ + 2 H2O ⇌ Fe(OH)2 + 2 H+
Fe3+ + 3 H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3 H+
Ақырында, тот ретінде гидратталған темір оксидтерінің қатары түзіледі.
Fe(OH)2 ⇌ FeO + H2O
Fe(OH)3 ⇌ FeO(OH) + H2O
2 FeO(OH) ⇌ Fe2O3 + H2O
Корозия мен тоттанудың айырмашылығы неде?
• Тот басу – коррозия түрі.
• Темір немесе құрамында темірі бар материалдар коррозияға ұшырағанда, ол тоттану деп аталады.
• Тот басу темір оксидінің сериясын түзеді, ал коррозия металдың тұздары мен оксидтеріне әкелуі мүмкін.
