صدأ الحديد

ينشأ الصدأ كمادة حمراء مائلة إلى البني على سطح الحديد نتيجة حدوث عملية أكسدة بين ذرات الحديد والأكسجين الموجود في الهواء، مع توفر عامل الرطوبة، وهي مادة تفوق في حجمها حجم الحديد ثلاثة أضعاف، وبناءً على التفسير العلمي فإن صدأ الحديد يعتبر من الأكاسيد المميعة للحديد؛ أي أنه يتكون نتيجة امتزاج مادتي أكسيد الحديد الثنائي والثلاثي مع هيدروكسيد الحديد الثلاثي، وتتداخل معه جزيئات الماء، ويتكون نتيجة فقدان أجزاء من الحديد، مسبباً تآكلاً للسطح الخارجي للحديد، مما يؤدي إلى زيادة هشاشته وإضعافه.

ينشأ الحديد عند تعرضه لكافة العوامل المسببة لذلك، وهي: الأكسجين والرطوبة في آن واحد، فإذا لم يتوفر أحد هذه العوامل فإنّ الحديد لن يصدأ، كما تعددت الكثير من التجارب لمحاربة هذه المشكلة التي تشكل خطراً على استخدامات هذا العنصر، وتسبب الخراب للكثير من الأدوات والآلات، حيث لجأ الإنسان إلى مزج من الحديد مع عناصر كيميائية تتميز بمقاومتها الكبيرة للصدأ، وأطلق عليها الصلب غير القابل للصدأ.

طرق منع الحديد من الصدأ

عزل الحديد

إبعاد الحديد وعزله عن العوامل المؤدية إلى حدوث صدأ الحديد؛ كالهواء والماء، وذلك من خلال طلاء الحديد بمادة خاملة؛ كالقصدير أو الشمع، أو دهنه بمادة الشحم، لوقايته من الأكسجين والرطوبة معاً.

طلاء الحديد

طلاء الحديد بعنصر أكثر نشاطاً منه، بحيث يتأكسد بدلاً عنه، ومن هذه العناصر: المغنيسيوم، والخارصين المصهور، وهو ما يعرف بغلفنة الحديد، وفي هذه الحالة يتأكسد السطح الخارجي للعنصر النشط مكوناً طبقة من كربونات العنصر، ومعه ثاني أكسيد الكربون، تمنع نشوء الصدأ وتحمي الحديد داخله، ويكثر استخدام هذه الطريقة المعروفة بالحماية المهبطية في خزانات السولار، وحماية الأبواب والنوافذ المصنوعة من الحديد، وبالتالي تقاوم الصدأ لفترة زمنية طويلة.

تغليف الحديد

تغليف الحديد بطبقة من البلاستيك الحراري الذي يكوّن طبقة شبيهةً بالجلد على سطح الحديد، ويحول دون وصول الهواء والرطوبة إلى الحديد، وبالتالي يمنع تفاعل جزيئات الحديد والأكسجين معاً.

الوقاية الكهربائية

استخدام طريقة الوقاية الكهربائية، من خلال تمرير تيار كهربائي في المنطقة المراد حمايتها من الصدأ، وبصورةٍ مستمرة، ويكون مصدر التيار الكهربائي إما بطارية ذات جهد عالٍ، أو أحد مولدات الطاقة.

الأغلفة الأكسيدية

إضافة طبقة خارجية تسمى الأغلفة الأكسيدية إلى بعض المعادن؛ كالألمنيوم بمساعدة عوامل مؤكسدة قوية، مثل: المحلول المائي للصودا الكاوية، بالإضافة إلى محاليل الفوسفات الحامضية من حديد ومنغنيز، حيث تحفظ هذه الطبقة المعدن الموجود في الوسط، وتحميه من التآكل والصدأ.