جام جم آنلاين: زنگ‌زدگي، نتيجه انجام واكنش‌هاي شيميايي در آهن در حضور دو ماده آب و اكسيژن است كه منجر به ايجاد اكسيد قرمزرنگي در سطح آن مي‌شود.
فرآيند زنگ‌زدگي يك واكنش الكتروشيميايي است. به عبارت ديگر در اين فرآيند در محلولي كه بين الكترود يا قطب الكتريكي و الكتروليت، يك ناقل الكتروني وجود داشته باشد، يك واكنش شيميايي انجام مي‌شود.

در فرآيند زنگ‌زدن، با انتقال الكترون‌ها از آهن به اكسيژن، اين واكنش الكتروشيميايي آغاز مي‌شود. الكتروليت‌ها در كنار آب، فرآيند خوردگي در سطح آهن را تسريع مي‌كند همان‌طور كه در سرماي زمستان به علت نمك‌پاشي در سطح جاده‌ها، زنگ‌زدگي در سطوح فلزي وسايل نقليه‌اي كه در راه‌ها تردد مي‌كنند نيز به مراتب بيشتر است.

در اين آزمايش قصد داريم به كمك راهكاري ساده نقش عوامل مختلف مانند سركه، آب و آب اكسيژنه را در تسريع فرآيند زنگ‌زدگي فلزات مورد بررسي قرار دهيم.

براي انجام اين آزمايش به مقداري سيم ظرفشويي، يك ظرف شيشه‌اي و مقداري آب، سركه و مقداري محلول سفيدكننده نياز داريد.

ابتدا سيم ظرفشويي را داخل ظرف شيشه‌اي قرار دهيد. سپس درون ظرف مقداري آب بريزيد تا آب به طور كامل روي سيم ظرفشويي را بپوشاند.

مقدار كمي سركه و مقداري هم محلول سفيدكننده به آب درون ظرف اضافه كنيد. ظرف را براي چند ساعت در گوشه‌اي قرار دهيد و آنچه در ظرف اتفاق مي‌افتد را به دقت زير نظر قرار دهيد.

مشاهده مي‌كنيد پس از گذشت مدت‌زمان كوتاهي سيم ظرفشويي زنگ مي‌زند و مي‌توانيد آثار ناشي از زنگ‌زدگي را بخوبي در سطح سيم ظرفشويي ببينيد.

به نظر شما چه عاملي موجب مي‌شود سيم ظرفشويي در اين مدت كوتاه زنگ بزند؟ فكر مي‌كنيد چگونه واكنش شيميايي ميان تركيب مواد موجود در داخل ظرف بر سيم‌ظرفشويي اثر مي‌گذارد؟ چگونه مي‌توانيد در چنين شرايطي از زنگ‌زدن سيم ظرفشويي جلوگيري كنيد؟ همان‌طور كه مي‌بينيد از تركيب عنصر آهن با آب و اكسيژن، زنگ آهن ايجاد مي‌شود.

سركه ، پوشش محافظي را كه در سطح سيم‌ظرفشويي وجود دارد، از بين مي‌برد و به اين ترتيب مولكلول‌هاي اكسيژن موجود در محلول سفيدكننده به آساني و بدون وجود هر گونه محدوديتي با آهن موجود در سيم ظرفشويي تركيب مي‌شود.

به اين ترتيب، سيم‌ظرفشويي كه در آب قرار گرفته و سطح آن مرطوب شده است، بسرعت زنگ مي‌زند. اگر سيم ظرفشويي را به انتهاي دماسنج ببنديد و سپس آن را داخل آب بيندازيد، متوجه مي‌شويد در اثر اين فرآيند دماي آن افزايش مي‌يابد. چراكه واكنش زنگ‌زدن آهن، واكنشي گرمازاست كه به آزادشدن گرما در محيط منجر مي‌شود.

با انجام اين آزمايش متوجه مي‌شويد عوامل محيطي مي‌تواند نقش بسيار مهمي در سرعت انجام واكنش‌هاي شيميايي داشته باشد.

به گونه‌اي كه گاهي برخي از واكنش‌ها كه انجام آنها در شرايط طبيعي، مدت‌زمان زيادي به طول مي‌انجامد در حضور بعضي از مواد كه نقش كاتاليزور را دارند تسريع مي‌شود. بنابراين سرعت انجام اين واكنش‌ها به ميزان قابل توجهي افزايش مي‌يابد.

مترجم: سهيل اميري
منبع: sciencefairadventure