الصيغة الكيميائية لصدأ الحديد، الصدأ مادة بنية ضاربة إلى الحمرة تتشكل على سطح الحديد والصلب نتيجة التآكل. يتكون الصدأ من أكسدة ذرات الحديد على السطح نتيجة ملامستها لأكسجين الهواء الجوي في وجود الرطوبة. يمكن اعتبار الصدأ من أكسيد الحديد الطارد للماء، نظراً لمسامية أكسيد الحديد الناتج ويعد الصدأ أحد العوامل الرئيسية التي تؤدي إلى ضعف وهشاشة الحديد. يمكن صنع سبائك الحديد بالخلط مع عناصر كيميائية أخرى لتشكيل معادن مقاومة للصدأ.
الصيغة الكيميائية لصدأ الحديد
الصدأ الحديدي هو أكسدة الحديد الذي له تأثير سلبي على الحديد ويؤدي إلى تدميره بمرور الوقت، عملية الجلفنة للحديد تحميه من الصدأ عند وجود الماء والهواء، حيث ان وضعه في الزنك المصهور على درجة حرارة 450 مئوية يعمل على تشكيل طبقة رقيقة من أكسيد الزنك فوق سطح الحديد، وهذا لأن الرقم الخاص بالزنك للتأكسد يساوي 0.76 أعلى من الرقم الخاص بالحديد الذي يبلغ 0.44 فولت، ويحمي الحديد من التآكل، علاوة على ذلك استخدام محلول الديكرومات.
الاجابة هي: الصيغة الكيميائية لصدأ الحديد: Fe2O3.3H2O
طرق لمنع الحديد من الصدأ
- عزل الحديد: من خلال طلاء الحديد بمواد خاملة (مثل القصدير أو الشمع) أو تشحيم الحديد بالشحوم، يتم إزالة الحديد وعزله عن العوامل المسببة للصدأ (مثل الهواء والماء) لحمايته من الأكسجين والرطوبة.
- طلاء الحديد: تكون العناصر النشطة في طلاء الحديد أكثر نشاطًا من الحديد، لذلك تتأكسد في مكانها، بالصدأ، المغنيسيوم والزنك المصهور (يسمى الحديد المجلفن)، وفي هذه الحالة يتأكسد السطح الخارجي للعناصر النشطة لتشكيل طبقة من الكربونات، جنبا إلى جنب مع ثاني أكسيد الكربون لمنع الصدأ من داخل حماية الحديد، هذه الطريقة تسمى الحماية الكاثودية غالبا ما تستخدم لخزانات الديزل والنوافذ والأبواب الفولاذية للحماية، لذلك يمكن أن تمنع الصدأ لفترة طويلة.
- التعبئة والتغليف للحديد: ان يكون سطح الحديد مغطى بطبقة من اللدائن الحرارية، والتي تشكل طبقة تشبه الجلد على سطح الحديد وتمنع وصول الهواء والرطوبة إلى الحديد، وبالتالي تمنع جزيئات الحديد والأكسجين من التفاعل معًا.
- الحماية الكهربائية: استخدم طرق الحماية الكهربائية لتدوير التيار باستمرار في المنطقة لتكون مقاومة للصدأ ، ويمكن أن يكون مصدر التيار بطارية عالية الجهد أو مولد.
- تغليف بالأكسيد: بمساعدة مؤكسد قوي يتم إضافة طبقة خارجية تسمى طلاء أكسيد إلى بعض المعادن مثل الألومنيوم. على سبيل المثال، بالإضافة إلى محاليل فوسفات المنغنيز والحديد، يتم أيضًا توفير محلول مائي من الصودا الكاوية لأن هذه الطبقة تحتفظ بالمعدن في الوسط لحمايتها من التآكل والصدأ.
أضرار الصدأ على الانسان
- تدمير حديد الخلايا الطبيعي: عندما يخترق الصدأ جسم الإنسان، وعندما يخترق الصدأ الخلايا، فإنه يتراكم في أجزاء مختلفة من الخلايا الأحادية في العديد من أنواع الخلايا، مثل الجسيمات الحالة والداخلية، مما يساعد على القضاء عليه يوجد الحديد بشكل طبيعي في الخلايا ويتم إطلاقه في السيتوبلازم بعد إذابته.
- التسمم: استنشاق الصدأ لأغراض التشخيص يمكن أن يتسبب في تراكمه في خلايا الكبد والطحال والرئة والدماغ بعد الاستنشاق، مما يشير إلى قدرتها على عبور الحاجز بين الدم والسحايا، لأن هذه الجسيمات النانوية المتراكمة لها القدرة على التأثير سلبًا. مما يؤدي إلى التسمم.
- تخثر الدم: إن تراكم الصدأ في الجسم ينطوي على العديد من التغييرات في الشكل الطبيعي للخلايا، ويرجع ذلك إلى تأثير الصدأ على غشاء الخلية الخارجية، والذي بدوره يسرع الموت، وقد يؤدي إلى التهابات ومشاكل متعلقة بتخثر الدم.
- التأثير على الحمض النووي: أظهرت بعض الدراسات أن الصدأ يؤثر على الحمض النووي للخلايا الحية.
- سرطان الرئة: قد يؤدي التعرّض لجزيئات أكسيد الحديد إلى سواد العينين والتهاب الرئة وزيادة عوامل الخطر للإصابة بسرطان الرئة.
الصيغة الكيميائية لصدأ الحديد، تكمن عملية نشوء الصدأ عندما يبدأ الأكسجين الموجود في الهواء والماء في أكسدة الحديد في المناطق المكشوفة وتشكيل الصدأ. (أكسيد الحديديك) تحطم الصدأ المكسور، وتعرض الحديد بالأسفل للأكسجين والماء في الهواء. يصل الأكسجين والماء إلى المنطقة المكشوفة، ويستمر الصدأ في التكون والانتشار في الحديد حتى يتأكسد كل الحديد.