L'òxid és un òxid de ferro, generalment òxid vermell format per la reacció redox del ferro i l'oxigen en presència d'aigua o humitat de l'aire. Es distingeixen diverses formes d'òxid tant visualment com per espectroscòpia, i es formen en diferents circumstàncies.
En aquest article, tractaré els conceptes bàsics de l'òxid, incloses les seves causes i la prevenció.
En aquest post tractarem:
- Quina és la capa escamosa? Comprendre l'òxid i les seves causes
- Reaccions químiques: la ciència darrere de l'oxidació
- Per què l'òxid és un perill de seguretat i com prevenir-lo
- Ves amb compte! Aquests materials són propensos a oxidar-se
- Metalls que es mantenen brillants: una guia per a materials que no s'oxiden
- Maneres de mantenir l'òxid a la badia
- Tractament de l'òxid: la millor manera de convertir i protegir el vostre metall
- Conclusió
Quina és la capa escamosa? Comprendre l'òxid i les seves causes
L'òxid és un terme que s'utilitza habitualment per descriure l'oxidació del ferro o l'acer. Tècnicament, l'òxid és un òxid de ferro, concretament un òxid de ferro (III) hidratat que es forma quan el ferro reacciona amb l'oxigen i l'aigua en presència d'aire. Aquesta reacció es coneix com a oxidació i es produeix quan el metall està exposat a l'aire i la humitat durant un llarg període de temps, donant lloc a la formació d'una capa escamosa de color marró vermellós.
Com es produeix l'òxid?
Quan el ferro o l'acer entra en contacte amb l'oxigen i l'aigua, es produeix una reacció que dóna lloc a la formació d'òxid de ferro. Aquesta reacció està catalitzada per la presència d'aigua o humitat de l'aire, que fa que el metall es corroeixi i formi òxids de ferro (III) hidratats i hidròxid de ferro (III). Amb el temps, la capa escamosa resultant es pot estendre i provocar la formació de picades o cavitats en els acers no protegits, reduint la seva resistència.
Es pot prevenir l'òxid?
Tot i que l'òxid és un fet inevitable al llarg dels anys, es pot prevenir o tractar fàcilment mitjançant diversos mètodes, com ara:
- Aplicar un recobriment protector a la superfície metàl·lica per reduir l'exposició a l'aire i la humitat.
- Netejar i assecar regularment les superfícies metàl·liques per reduir la presència de dipòsits i humitat.
- Evitar espais confinats, escletxes i buits on la humitat es pugui acumular i provocar que l'òxid s'escampi ràpidament.
- Utilitzar acer inoxidable o altres metalls resistents a l'oxidació en zones on l'oxidació és un problema comú.
Quins són els efectes de l'òxid?
L'òxid pot tenir diversos efectes sobre les superfícies metàl·liques, com ara:
- Reduint la força i la durabilitat del metall.
- Creant fosses estretes o profundes que es poden estendre ràpidament i causar més danys.
- Fer que la superfície metàl·lica sigui més àmplia i porosa, cosa que pot provocar un augment de l'oxidació.
- Creació d'una escletxa o buit que pot atrapar la humitat i fer que l'òxid s'escampi ràpidament.
- Contribuint a la formació de picades o cavitats en acers no protegits.
Reaccions químiques: la ciència darrere de l'oxidació
L'oxidació és un procés químic que es produeix quan el ferro està exposat a l'aire i la humitat. El procés d'oxidació és el resultat d'una sèrie complexa de reaccions químiques que impliquen la combinació de molècules de ferro, oxigen i aigua. La principal reacció química que es produeix durant l'oxidació és l'oxidació del ferro, que produeix òxid de ferro.
El paper de l'oxigen i la humitat
L'oxigen i la humitat són els elements clau que provoquen l'oxidació. Quan el ferro s'exposa a l'aire, es combina amb l'oxigen per formar òxid de ferro. També es requereix aigua perquè es produeixi l'oxidació perquè transporta l'oxigen i altres compostos necessaris perquè es produeixi la reacció química.
La reacció química de l'oxidació
La reacció química de l'oxidació és: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3. Això vol dir que quatre àtoms de ferro es combinen amb tres molècules d'oxigen per produir dues molècules d'òxid de ferro. El procés d'oxidació comença quan el ferro s'oxida a ions ferro (II) per l'oxigen. Els ions de ferro (II) es combinen amb molècules d'aigua per formar hidròxid de ferro. Després, aquest compost s'oxida encara més per formar òxid de ferro, que apareix com l'escala marró vermella que associem habitualment a l'òxid.
Els efectes de l'oxidació sobre el metall
L'oxidació pot tenir una sèrie d'efectes negatius sobre el metall, com ara la descamació, la corrosió i el debilitament de l'estructura. L'oxidació es produeix quan el ferro s'exposa a l'aire i la humitat, i l'òxid de ferro resultant és un material feble i trencadís que es pot desfer fàcilment. Això pot fer que el metall es debiliti i, finalment, falli. En el cas d'un pont o d'una altra estructura, l'oxidació pot ser un greu problema de seguretat.
Prevenció de l'oxidació
Prevenir l'oxidació requereix eliminar la presència d'humitat i oxigen. Això es pot fer mantenint el metall sec i recobrint-lo amb una capa protectora, com ara pintura o oli. Una altra manera d'evitar l'oxidació és utilitzant un metall que tingui menys probabilitats d'oxidar-se, com ara l'acer inoxidable o el ferro pur.
La importància d'entendre l'oxidació
Comprendre les reaccions químiques que es produeixen durant l'oxidació és crucial per prevenir i tractar l'oxidació. L'oxidació és un procés complex que implica la combinació de diversos compostos i reaccions electroquímiques. Si entenem els elements clau i les reaccions implicades en l'oxidació, podem prevenir i tractar millor l'òxid a la nostra vida quotidiana.
Per què l'òxid és un perill de seguretat i com prevenir-lo
L'òxid no és només un problema estètic, sinó que pot suposar greus perills de seguretat en la construcció i les eines. Heus aquí per què:
- L'òxid debilita la integritat estructural dels components metàl·lics, posant en perill els usuaris habituals i els transeünts.
- Les eines amb peces rovellades poden trencar-se o funcionar malament, provocant lesions greus o fins i tot la mort.
- L'òxid pot tacar i arruïnar els productes, provocant pèrdues financeres tant per als fabricants com per als consumidors.
Els riscos per a la salut de l'òxid
L'òxid no és només un perill físic, també pot suposar riscos per a la salut per les següents raons:
- L'òxid pot albergar bacteris, inclòs el tètanus, que poden causar infeccions greus si entra al cos a través d'una ferida punxada, com ara un clau rovellada.
- Els llocs amb creixement d'òxid, com ara a l'aire lliure o en ambients humits, poden ser perillosos per a les persones amb problemes respiratoris, ja que l'òxid és una substància d'òxid que pot ser nociva quan s'inhala.
Prevenció de l'òxid i garantint la seguretat
Per evitar l'oxidació i garantir la seguretat, es poden prendre les mesures següents:
- S'han d'establir règims d'inspecció periòdics per identificar i abordar el creixement d'òxid a la construcció i les eines.
- S'hauria d'establir una legislació que garanteixi que els fabricants siguin responsables de produir productes segurs i lliures d'òxid.
- L'ús de productes que ajudin a prevenir l'òxid, com ara els inhibidors de l'òxid i els recobriments, pot ser eficaç per aturar el creixement de l'òxid.
- La combinació de reacció química, aire i humitat són les principals causes de l'òxid, de manera que mantenir els components metàl·lics secs i nets pot ajudar a prevenir l'òxid.
Ves amb compte! Aquests materials són propensos a oxidar-se
L'acer és una barreja de ferro i carboni, cosa que el converteix en una opció popular per a la construcció i la fabricació. Tanmateix, l'acer també és un dels metalls oxidats més importants. En comparació amb altres metalls, l'acer s'oxida amb relativa rapidesa, especialment quan s'exposa a l'aigua i l'oxigen. Steelcast i ferro forjat són dos tipus diferents d'acer que es poden oxidar.
Ferro colat: no tan fort contra l'òxid
El ferro colat és un aliatge que conté ferro, carboni i traces d'altres elements. Es forma quan s'aboca ferro fos en una fosa, d'aquí el nom. El ferro colat és conegut per la seva resistència al desgast, però no és tan fort contra l'òxid. Els objectes de ferro colat poden oxidar-se regularment, especialment quan s'exposen a l'aigua i l'oxigen.
Ferro forjat: s'oxida menys que l'acer i el ferro colat
El ferro forjat és una forma pura de ferro que conté molt poc carboni. És conegut per la seva resistència a l'òxid i la corrosió, per la qual cosa és una opció popular per a mobles d'exterior i objectes decoratius. El ferro forjat s'oxida menys que l'acer i el ferro colat, però encara requereix protecció contra l'aigua i l'oxigen.
Acer inoxidable: un escut contra l'òxid
L'acer inoxidable és un aliatge que conté ferro, crom i traces d'altres elements. La combinació d'aquests elements forma una capa protectora que protegeix el metall de l'òxid i la corrosió. L'acer inoxidable és gairebé impermeable a l'òxid, per la qual cosa és una opció popular per a electrodomèstics de cuina, equips mèdics i mobles d'exterior.
Com prevenir l'oxidació
La prevenció de l'òxid requereix l'aplicació d'un escut o protecció al metall. Aquests són alguns consells per evitar l'oxidació:
- Assequeu regularment qualsevol metall que estigui exposat a l'aigua.
- Traieu les taques d'òxid netejant-les amb una barreja d'aigua i vinagre.
- Apliqueu una capa de pintura al metall per protegir-lo de l'aigua i l'oxigen.
Recordeu que només el ferro i els aliatges que contenen ferro poden oxidar-se. Per tant, si voleu evitar l'òxid, trieu metalls com l'acer inoxidable o el ferro forjat.
Metalls que es mantenen brillants: una guia per a materials que no s'oxiden
L'òxid és la perdició de molts objectes metàl·lics, la qual cosa fa que es corroeixin i es degraden amb el pas del temps. Però sabíeu que hi ha metalls que resisteixen l'òxid i la corrosió? En aquesta secció, explorarem les propietats d'aquests metalls i per què poden mantenir-se brillants i amb un aspecte nou fins i tot després d'anys d'ús.
Metalls que no s'oxiden
Aquests són alguns dels metalls coneguts per la seva resistència a l'òxid i la corrosió:
- Acer inoxidable: aquest tipus d'acer conté crom, que reacciona amb l'oxigen per formar una capa protectora a la superfície del metall. Aquesta capa protegeix l'acer de la corrosió i l'ajuda a resistir l'òxid.
- Alumini: com l'acer inoxidable, l'alumini forma una capa d'òxid protectora quan s'exposa a l'aire. Aquesta capa és fina i transparent, de manera que no afecta l'aspecte del metall. L'alumini també és lleuger i fàcil de treballar, per la qual cosa és una opció popular per a moltes aplicacions.
- Coure: el coure és un metall natural anticorrosió que s'utilitza sovint en el cablejat elèctric i la fontaneria. Quan s'exposa a l'aire i l'aigua, el coure forma una pàtina verdosa que protegeix el metall de la corrosió posterior.
- Llautó: el llautó és una barreja de coure i zinc, i es classifica com a "metall groc". El llautó és resistent a la corrosió i l'enfosquiment, i sovint s'utilitza en objectes decoratius i instruments musicals.
- Bronze: El bronze és una barreja de coure i altres elements, com estany, alumini o níquel. És conegut per la seva durabilitat i resistència a la corrosió, i sovint s'utilitza en estàtues, campanes i altres objectes que estan exposats als elements.
- Or i platí: aquests metalls preciosos són altament resistents a la corrosió i l'enfosquiment, el que els fa ideals per a joies i altres objectes decoratius.
Com els metalls resisteixen l'òxid
Aleshores, què hi ha d'aquests metalls que els permet resistir l'òxid i la corrosió? Aquests són alguns dels factors que entren en joc:
- Capes protectores: com hem esmentat anteriorment, metalls com l'acer inoxidable i l'alumini formen capes protectores quan s'exposen a l'aire i l'aigua. Aquestes capes protegeixen el metall de la corrosió addicional i l'ajuden a resistir l'òxid.
- Manca de ferro: l'òxid es forma quan el ferro reacciona amb l'oxigen i l'aigua per crear òxid de ferro. Per tant, els metalls que contenen poc o gens de ferro tenen menys probabilitats d'oxidar-se.
- Reactivitat química: alguns metalls són simplement menys reactius que altres, la qual cosa significa que tenen menys probabilitats de formar compostos químics que condueixen a l'òxid i la corrosió.
- Combinació d'elements: alguns metalls, com el bronze, són capaços de resistir l'òxid perquè són una combinació de diferents elements. Aquesta barreja crea un metall que és més resistent a la corrosió que qualsevol dels seus components individuals.
Mètodes per a la creació d'objectes resistents a l'oxidació
Si voleu crear objectes que siguin resistents a l'òxid i la corrosió, aquí teniu alguns mètodes a tenir en compte:
- Galvanització: Aquest procés consisteix a recobrir un objecte metàl·lic amb una capa de zinc, que actua com a escut contra l'òxid i la corrosió.
- Meteorització: alguns metalls, com el coure i el bronze, desenvolupen una pàtina protectora amb el temps quan s'exposen als elements. Aquesta pàtina actua com a escut contra la corrosió posterior.
- Acer inoxidable: com hem esmentat anteriorment, l'acer inoxidable és molt resistent a l'òxid i la corrosió. L'ús d'acer inoxidable per als objectes que estaran exposats a l'aigua o la humitat és una manera ràpida i senzilla d'assegurar-se que es mantinguin lliures de rovell.
- Manteniment regular: fins i tot els metalls que són resistents a l'òxid i la corrosió requereixen un cert manteniment per mantenir-se en les millors condicions. Mantenir els objectes nets i secs, i emmagatzemar-los lluny de la humitat, pot ajudar a allargar la seva vida útil.
Maneres de mantenir l'òxid a la badia
Una de les millors maneres d'evitar l'oxidació és emmagatzemar els productes metàl·lics correctament. Aquí teniu alguns consells a tenir en compte:
- Emmagatzemeu peces o productes metàl·lics en una zona amb poca humitat o dins d'un ambient controlat per la temperatura i la humitat per frenar l'oxidació.
- Utilitzeu agents assecants dessecants a l'emmagatzematge per reduir els nivells d'humitat.
- Netegeu regularment les superfícies metàl·liques per eliminar la humitat que s'hagi pogut acumular.
- Emmagatzemeu les peces metàl·liques en un drap sec o emboliqueu-les amb plàstic per mantenir-les seques.
Galvanització
La galvanització és un procés que recobreix ferro o acer amb zinc per protegir-lo de l'òxid. El zinc és molt resistent a la corrosió i, quan es combina amb ferro o acer, crea un recobriment protector que evita la formació d'òxid. La galvanització és un mètode excel·lent per prevenir l'oxidació, especialment per als accessoris d'exterior o metalls ferrosos que són altament reactius a l'oxigen i l'aigua.
Manteniment regular
La cura dels productes metàl·lics és crucial per evitar la formació d'òxid. Aquestes són algunes maneres de reduir el risc d'òxid:
- Raspau qualsevol òxid tan aviat com aparegui per evitar que s'estengui.
- Mantingueu les superfícies metàl·liques seques i eviteu el contacte amb superfícies humides.
- Utilitzeu un recobriment d'alta qualitat resistent a l'òxid o una capa protectora d'òxid per proporcionar una protecció superior contra l'òxid.
- Inspeccioneu regularment els productes metàl·lics per detectar rascades, esquerdes o altres signes de dany que puguin retenir la humitat i provocar la formació d'òxid.
- Utilitzeu acer inoxidable o altres metalls altament resistents per proporcionar una protecció superior contra l'òxid.
- Els productes metàl·lics enrotllables crean una textura superficial més llisa que atrapa i reté menys humitat, reduint el risc de formació d'òxid.
Altres mètodes de prevenció
Aquí hi ha algunes maneres addicionals d'evitar la formació d'òxid:
- Utilitzeu diferents metalls que siguin menys reactius a l'oxigen i l'aigua, com el crom o l'acer inoxidable.
- Contenir productes metàl·lics en un ambient sec per reduir el risc que la humitat arribi a la superfície.
- Utilitzeu productes de prevenció de l'òxid disponibles, com ara inhibidors de l'òxid o recobriments protectors, per proporcionar una capa addicional de protecció contra l'òxid.
- Mantingueu els productes metàl·lics allunyats de superfícies calentes o fredes que puguin provocar la formació de condensació i augmentar el risc de formació d'òxid.
Recordeu que la prevenció és clau quan es tracta de l'òxid. Si prens les mesures necessàries per protegir els teus productes metàl·lics, pots assegurar-te que romandran lliures d'òxid i en les millors condicions possibles durant els propers anys.
Tractament de l'òxid: la millor manera de convertir i protegir el vostre metall
Quan es tracta de tractar l'òxid, hi ha diversos tipus de convertidors disponibles al mercat. Aquests són els més habituals:
- Convertidors basats en àcids: Aquests tipus de convertidors converteixen químicament l'òxid en un òxid inert. Contenen àcid fosfòric com a ingredient principal i són coneguts per la seva ràpida velocitat de reacció. A més, redueixen el pH de l'òxid, la qual cosa accelera la reacció. Els convertidors a base d'àcid s'utilitzen millor en petites taques d'òxid i estan disponibles en aerosols o en aerosol.
- Convertidors a base d'àcid tànnic: aquests convertidors contenen àcid tànnic o fèrric, que transforma químicament l'òxid en una capa estable i de color marró vermellós. S'utilitzen millor en punts d'òxid més grans i estan disponibles en mides de quart o galó.
- Convertidors a base de polímers orgànics: Aquests tipus de convertidors contenen un tipus especial de polímer que actua com a agent inhibidor de l'oxidació. Proporcionen una capa protectora dura, seca i forta directament sobre la superfície metàl·lica. Els convertidors a base de polímers orgànics estan disponibles tant en aerosols com en aerosols.
Millora de la protecció contra l'òxid amb pintura
Si bé els convertidors d'òxid ofereixen una capa protectora, afegir pintura pot millorar encara més la protecció. Aquí hi ha algunes coses a tenir en compte:
- Utilitzeu una pintura d'alta qualitat dissenyada específicament per a superfícies metàl·liques.
- Apliqueu la pintura després que el convertidor s'hagi assecat completament.
- Si torneu a pintar una superfície antiga, assegureu-vos de treure qualsevol pintura solta i polir la superfície abans d'aplicar el convertidor i la pintura.
Conclusió
Per tant, l'òxid és una reacció química que es produeix quan el ferro entra en contacte amb l'oxigen i l'aigua. És un problema força comú, però podeu prevenir-lo tractant correctament el vostre metall. Per tant, no us oblideu de mantenir el metall sec i net! Estaràs bé. Gràcies per llegir!
Sóc Joost Nusselder, el fundador de Tools Doctor, venedor de continguts i pare. M'encanta provar equips nous i, juntament amb el meu equip, he estat creant articles de bloc en profunditat des del 2016 per ajudar els lectors fidels amb eines i consells d'elaboració.
