Ăn mòn điện hóa: pin cục bộ và bảo vệ kim loại

Ăn mòn là quá trình oxi hóa kim loại

Tại anot, kim loại nhường electron: M→Mⁿ⁺+ne. Electron đi qua phần dẫn điện tới catot, nơi xảy ra phản ứng khử. Ăn mòn điện hóa cần vùng anot–catot, đường dẫn electron và môi trường điện li.

Pin cục bộ

Tạp chất, chênh lệch oxygen hoặc tiếp xúc hai kim loại khác nhau có thể tạo pin nhỏ. Với sắt trong nước có oxygen, vùng anot tạo Fe²⁺; vùng catot có thể khử O₂. Sản phẩm tiếp tục biến đổi thành gỉ có thành phần phức tạp.

Ví dụ tiếp xúc Cu–Fe

Trong chất điện li, nếu Fe đóng vai trò anot và Cu là catot, Fe ăn mòn nhanh hơn gần chỗ tiếp xúc. Diện tích catot lớn gắn với anot nhỏ có thể làm mật độ dòng anot cao và hư hỏng tập trung.

Bảo vệ

• Sơn/phủ: ngăn nước và oxygen, nhưng vết xước làm mất hiệu quả cục bộ.
• Anot hi sinh: nối kim loại hoạt động hơn như Zn hoặc Mg để nó bị oxi hóa.
• Bảo vệ catot bằng dòng điện ngoài: cần kiểm soát điện thế.
• Hợp kim và thiết kế: tránh khe giữ ẩm, cặp kim loại bất lợi.

⚠️ Không phải “kim loại mạnh bảo vệ mọi lúc”

Hiệu quả phụ thuộc môi trường, màng thụ động, diện tích, nhiệt độ và tiếp xúc điện. Cần quan sát cả hệ.

✍️ Luyện tập

Phân tích thân tàu thép gắn khối Zn: đánh dấu anot, catot, chiều electron và dự đoán điều gì xảy ra khi Zn đã tiêu hao.