Qarshi davlat universiteti kimyo kafedrasi noorganik kimyo fanidan

Metallarni korroziyadan saqlash usullari

So‘nggi vaqtlarda korroziyaga qarshi olib borilayotgan kurash usullaridan biri metal o‘rniga yuqori polimer moddalar ishlatishdir. Bu tadbirning tobora taraqqiy qilishiga qaramay, xalq xo‘jaligida qora metallar hali uzoq vaqt ishlatilishi turgan gap. Shuning uchun, metallarni korroziyadan saqlash masalasi muhim masalalardan biri bo‘lib qoladi.

Korroziyaga qarshi kurash usullarining hammasi metal yuzalarini elektrolit muhitdan ajratish va elektr tokini kamaytirishga asoslangan. Biz bu usullarning ba’zilari bilan tanishib o‘tamiz.

Korroziyaning borishiga oksid va gidroksidlardan iborat korroziya mahsulotlari katta qarshilik ko‘rsatadi. Bu mahsulotlar metall yuzasida yupqa parda hosil qiladi. Bu parda metallni yanada korrozilanishdan saqlab qoladi. Oksid yoki gidroksid pardalarning korroziyadan saqlash rolini V. A. Kistyakovskiy yaxshi tekshirgan. Masalan, alyuminiy temirga qaraganda yuqori musbat potensialga ega bo‘lganligi uchun temirdan ko‘ra osonroq korroziyalanishi kerak. Lekin, shunga qaramasdan, atmosferada alyuminiy korroziyaga temirdan ko‘ra ancha chidamliroq. Buning sababi shuki, alyuminiy korroziyalanganda, uning sirti zich oksid parda bilan qoplanib qoladi. Bu parda qalinlashgan sari (ularning qalinligi 50-100 A ga yetadi) metall ichiga havo kirishi qiyinlashadi, natijada korroziya to‘xtaydi. Ana shunday pardalar hamma metallarda ham bo‘ladi. Lekin ularning korroziyadan saqlash xususiyati har xildir.

Metallar passivlanganda ularning korroziyaga bardosh berish xuxusiyati kuchayadi.

Metallarning passivlanishida yuqorida aytib o‘tilgan oksid va shu singari pardalarning asosiy rol o‘ynashi yaxshi isbotlangan. Metallar passivlanganda, ularning ion holida eritmaga o‘tishi qiyinlahadi.

Metallarning konsentrlangan nitrat kislota bilan ishlov berilganda yoki anodda qaytarilishida o‘z aktivligini yo‘qotishi ularning passivlanish protsessi deyiladi. Ba’zi metallarni (temir, nikel, xrom va boshqalarni) konsentrlangan nitrat

kislotadan tashqari, bixromat, permanganate singari oksidlovchilar bilan ham passivlash mumkin. Ba’zi metallar (xrom, oltin, platina va boshqalar) sovuqda havodagi kislorod ta’sirida ham passivlanishi mumkin. Passivlangan metallarda reaksiyaga kirish xususiyati zaif bo‘ladi va kuchlanish qatorida o‘z o‘rnini o‘zgartiradi. Shunga ko‘ra, elektrod protsesslarda aktiv holdagidan boshqacharoq reaksiya beradi. Masalan, elektroliz vaqtida xromdan yasalgan anod eritmaga aktiv holda Cr^{+ + +} kationi, passiv holda esa CrO4- - anioni beradi. Marganestdan yasalgan anod, passivlanish darajasiga qarab, Mn^{+ +} , Mn^{+ + +} yoki MnO^4- ioni yuboradi. Passiv holdagi temir mis tuzlari eritmasidan misni siqib chiqara olmaydi.

Passivlangan metallar turli usullar bilan aktiv holga keltirilishi mumkin. Passivlanish metal yuzasining oksidlar bilan qoplanishidan iborat bo‘lganligi uchun, metallni qaytarish yoki pardani metall yuzasidan qirib tashlash yo‘li bilan bu metallni aktiv holga keltirish mumkin.

Shuni ham aytib o‘tish kerakki, yuza pardalarining roli va ta’siri, yuqorida aytib o‘tilganidek, oddiy emas, balki murakkabroqdir.

Korroziyaga qarshi kurashning eng ko‘p qo‘llaniladigan usuli korrozilanishi mumkin bo‘lgan metallning yuzasiga boshqa metallar qoplashdir. Bu. Hozirgi vaqtda qoplamlar asosan metall yuzasini elektrolit muhitdan ajratib, mikrogalvanik elementlar hosil bo‘lashiga yo‘l qo‘ymaydi. Shuning uchun qoplamalar zich bo‘lishi, korroziyadan saqlanuvchi metal yuzasiga bir tekisda va yaxshi yopishishi kerakturli qoplamlar ishlatiladi.

Qanday qoplamdan foydalanish korrozilanuvchi metall yoki metal buyumning qaysi sharoitda ishlashiga bog‘liqdir. Masalan, turar-joylarda ishlatiladigan va zarb yemaydigan, ishqalanmaydigan metal buyumlar laklanadi yoki ularning yuzasiga ximiyaviy usulda ishlov berriladi: temir buyumlar toblanadi, fosfatlantiriladi, alyuminiy buyumlar esa oksidlantiriladi.

Suyuqlik ichida (suvda, tuz, kislota va asos eritmalarida) ishlashga mo‘ljallangan metal buyumlar metall va metallmaslar bilan qoplanadi. Suv yoki nam havoda ishlaydigan buyumlar ruxlanadi, sulfat kislota ichida ishlaydigan buyumlar qo‘rg‘oshin bilan qoplanadi, idish-tovoq, sovun zavodi asboblari,

umuman, organic moddalar eritmasi va oziq-ovqat mahsulotlari uchun mo‘ljallangan buyumlar esa nikellanadi va hokazo.

Agar buyumlarni korroziyadan saqlash bilan birga, ularni mexanik ta’sirlarga chidamli ham qilish kerak bo‘lsa, bunday buyumlar yuzasi xrom bilan qoplanadi.

Metall yoki metal buyumlarni korroziyaga bardosh beradigan materiallar bilan qoplash usullariga to‘xtalib o‘tamiz.

Yeng ko‘p tarqalgan usul bir metallning yuzasini boshqa metal bilan qoplash usulidir. Qora metallar (temir va po‘lat) ruxlanadi, qalaylanadi, xromlanadi va hokazo.

Bu metallarning korroziyadan saqlash harakteriga qarab, ular ikki gruppaga: anod qoplam va katod qoplam gruppalarga bo‘linadi. Anod qoplamda, ma’lum muhitda, qoplanayotgan metal qoplanuvchi metallga qaraganda manfiyroq elektrod potensialiga ega bo‘ladi, ya’ni kuchlanish qatorida qoplanuvchi metallardan yuqorida turadi. Katod qoplamda bularning aksi bo‘ladi. Temirni rux bilan qoplash anod qoplamga, temirni qalay bilan qoplash katod qoplamga kiradi.

Agar qoplam qoplanuvchi metallni tashqi muhitdan to‘la ajratib tursa, bu ikki xil qoplam orasida prinsipial farq qolmaydi. Lekin qoplamlarning bir joyi yemirilsa va qoplanuvchi metal tashqi muhit bilan tegishib qolsa, ular orasida farq hosil bo‘ladi. Bu holni ruhlash va qalaylash misolida tushuntirmiz.

Anod qoplamda (masalan ruhlashda) qoplamning bir joyi ko‘chib, temir nam havo bilan tegishib qolgan bo‘lsin. Bu vaqtda xuddi shu joyda mikrogalvanik element hosil bo‘ldi. Ruh temirga qaraganda elektromanfiyroq bo‘lganligi uchun, ruh anod qismi, temir katod qismi bo‘lib qoladi. Natijada ruh korrozilana boshlaydi va ruhning hammasi yemirilib bo‘lguncha temir korrozilanmaydi. Demak, anod qoplamda qoplam buzilsa, qoplamning o‘zi korrozilanib, qoplanuvchi metall korrozilanmaydi.

Katod qoplamda anod qoplamidagining aksi bo‘ladi. Masalan, temir qalay bilan qoplanganda qalay qavatining bir joyi buzilsa, qalay—temir qutblaridan iborat mikroyelement hosil bo‘ladi. Bu vaqtda qalay katod qism, temir esa anod qism bo‘lib qoladi. Natijada, qalay korrozinlanmayi, temir esa yemirila boshlaydi.

Shuday qilib, katod qoplamda qoplam buzilsa, qoplangan metal korrozilana boshlaydi.

So‘nggi vaqtlarda kislotali muhitda boradigan korroziyaga qarshi kurashda sekinlatuvchilar (ingibitorlar) keng ko‘lamda ishlatila boshladi. Biz kislotali muhitda boradigan korroziya hodisasiga to‘xtalib o‘tamiz.

Metallarning erishiga ba’zi moddalar yoki ularning aralashmasi katta ta’sir etadi. Bu moddalar qo‘shimchalar deyiladi. Qo‘shimchalar ikki xil bo‘ladi: ularning bir xili erishni sekinlatadi, ikkinchi xili esa erishni tezlatadi. Birinchi xil moddalar sekinlatuvchilar (yoki ingibitorlar) ikkinchi xil moddalar tezlatuvchilar (yoki stimulyatorlar) deyiladi. Bu moddalarning ta’siri elektrod sig‘imini kattalashtirish yoki kichiklashtirishdan iborat.

Kislota eritmasiga 0.01-1 foizgacha nitrotoluolsulfokislota qo‘shilsa po‘latning erishi 20 baravar chamasi tezlashadi, shu miqdorda pikrin kislota, nitrobenzol qo‘shilsa erish tezligi 5-10 marta ortadi.

Ingibitorlar ko‘pincha , organic moddalar bo‘ladi. Ularni kimiyoviy tarkibi jihatidan bir necha gruppaga bo‘lish mumkin. Masalan, tarkibida azot bo‘lgan birikmalar- aminokislotalar, aminlar, amidlar,alkoloidlar va boshqalar; tarkibida oltingugurt bo‘lgan birikmalar – sulfokislotalar, giobirikmalar va boshqalar, aldegid bilan aminlarning o‘zaro hosil qilgan birikmalari va hokazo. Eng kuchli ingibitorlar bularning aralashmalaridir.

Ingibitorlarni ta’sir qilish mexanizmi jihatidan ham bir necha gruppaga bo‘lish mumkin. Ularning ba’zilari metallarning yuzasiga o‘tirib, yupqa parda hosil qiladi va natijada, metallni korroziyadan saqlaydi, ba’zilari metallning hamma yuzalariga bir tekis emas, balki faqat katod va anod qismlarigagina adsorbilanadi; ba’zilari esa eriyotgan metal ioni ta’sirida kaogullanadi va hokazo.

Ko‘pincha korroziyaga qarshi kurashda, korrozilanuvchi metallga turli moddalar qo‘shiladi, ya’ni ularga ximiyaviy ishlov beriladi. Masalan, po‘latga xrom va nikel qo‘shilsa, po‘lat zanglamaydigan bo‘ladi.

Qo‘shiladigan bu moddalarning ta’siri ham turlicha bo‘ladi. Ularning ba’zilari anod fazaning termodinamik puxtaligini oshiradi, ba’zilari ularni passivlaydi, ba’zilari katod qismining yuzasini yaxshilaydi, ba’zilari esa korroziya mahsulotini metal yuzasiga yaxshi yopishtiradi va hokazo.