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Sauter à un chapitre clé
Lacorrosion est un phénomène dangereux. Si elle n'est pas contrôlée, elle peut provoquer l'inondation des salles de bains, la rupture des canalisations ou même l'effondrement des bâtiments. Alors, qu'est-ce que la corrosion exactement ? Continue à lire pour le savoir.
- Cet article est consacré à la corrosion.
- Nous commencerons par la définition de la corrosion et la corrosion des métaux.
- Ensuite, nous verrons les causes de la corrosion et sa prévention.
- Nous allons étudier la réaction de la corrosion.
- Nous terminerons l'article par les types de corrosion.
Corrosion : définition
Lacorrosion est la destruction de matériaux due à des réactions chimiques avec des substances présentes dans l'environnement.
La corrosion des métaux
Dans les métaux, la Corrosion est la conversion naturelle d'un métal raffiné en un état plus stable tel que l'oxyde, le sulfure ou l'hydroxyde de métal.
La corrosion est donc une réaction chimique au cours de laquelle un matériau réagit avec des éléments présents dans l'atmosphère ou dans l'eau et s'oxyde .
On dit qu'un élément est oxydé lorsqu'il perd des électrons.
Inversement, on dit qu'un élément est réduit lorsqu'il gagne des électrons.
Les causes de la corrosion
Tu peux te demander comment la corrosion peut se produire naturellement ? Les causes de la corrosion peuvent être nombreuses :
- Lacorrosion du métal peut se produire en raison de l'exposition à l'humidité ou de la condensation de l'eau sur les surfaces métalliques. Un métal peut réagir avec l'oxygène et l'hydrogène présents dans l'eau pour se transformer en oxydes métalliques. Tu en sauras plus à ce sujet lorsque tu liras comment le fer se corrode à cause de l'eau.
- L'exposition à l'hydrogène et à l'oxygène, ou à des gaz corrosifs tels que le chlore, l'ammoniac, les oxydes de soufre ou le peroxyde d'hydrogène. Dans le processus de corrosion, les métaux sont oxydés, c'est-à-dire qu'ils perdent des électrons. Les substances corrosives sont donc naturellement douées pour oxyder les métaux, c'est-à-dire leur faire perdre des électrons et en gagner eux-mêmes.
- L'exposition d'un métal à des courants électriques pendant une longue période peut également provoquer sa corrosion.
- Les métaux tels que l'acier peuvent subir une corrosion sous contrainte lorsqu'ils sont soumis à un environnement corrosif et à de fortes contraintes. Les fortes contraintes peuvent entraîner l'apparition de fissures dans la micro-structure du métal, qui peut alors se corroder. Ce phénomène est extrêmement dangereux car il paralyse les bâtiments ou les ponts.
Unesubstance corrosive est quelque chose qui est très réactif et qui a tendance à provoquer la corrosion d'autres matériaux.
Prévention de la corrosion
Un métal se corrode lorsqu'il est exposé à l'environnement. Une pièce de métal exposée est sensible aux agents corrosifs et est dangereuse pour l'ensemble de la structure qui n'est pas exposée. On peut prévenir la corrosion en plaçant une barrière entre le matériau et l'environnement. Il existe de nombreuses façons de le faire, comme :
- Peindre.
- Graissage.
- La galvanisation.
- Lagalvanisation.
Lagalvanisation est un processus par lequel une couche de métal est déposée sur un autre métal. La couche de métal déposée agit comme une couche protectrice qui empêche la corrosion de l'objet réel.
La galvanisation est un processus au cours duquel une couche de zinc est déposée sur la surface de l'objet métallique. Le zinc est plus réactif que le fer et se corrode donc pour empêcher la corrosion du fer. C'est pourquoi la galvanisation du fer est également appelée protection sacrificielle du fer. Le zinc corrodé peut facilement être remplacé par une autre couche de zinc pour s'assurer que le fer en dessous ne rouille pas. Le zinc peut être recouvert sur un métal en le peignant avec des peintures riches en zinc, ou par galvanoplastie.
Certains métaux sont plus résistants à la corrosion que d'autres. Les métaux précieux comme l'or, l'argent et le platine sont globalement très peu réactifs à l'environnement, ce qui est une autre raison pour laquelle ils sont utilisés en bijouterie. L'or est également recouvert sur certains composants électroniques pour éviter leur corrosion.
L'acier inoxydable est l'alliage le plus résistant à la corrosion. L'acier inoxydable est un alliage de fer, de carbone et de chrome. D'autres métaux tels que le nickel, le titane et d'autres peuvent être ajoutés pour améliorer sa résistance à la corrosion.
L'aluminium est considéré comme sûr pour l'emballage des produits alimentaires. La couche superficielle de l'aluminium réagit avec l'oxygène de l'air pour former une fine couche d'oxyde d'aluminium. Cette couche protège le métal sous-jacent contre la corrosion.
Réaction de corrosion
La corrosion est une réaction électrochimique entre l'agent corrosif (qui peut être de l'oxygène et de l'eau, ou tout autre matériau corrosif) et le matériau corrodé.
Une réaction électrochimique est une réaction chimique dans laquelle il y a un transfert de charges entre 2 substances.
Voyons ce qui se passe lorsque le fer est corrodé. La corrosion du fer est appelée rouille. Le fer rouille lorsqu'il est exposé à l'air et à l'eau, ou à la vapeur. La formule chimique de la rouille est la suivante . En étudiant le processus détaillé de la rouille, tu verras comment se déroule le flux de charges dans cette réaction électrochimique.
Fig. 1 : Processus de rouille du fer | CorrosionPedia
Le site anodique est l'endroit où se produit la corrosion. À l'anode, des électrons sont libérés et des cations se forment.
Côté cathodique où la corrosion ne se produit pas. La cathode reçoit les électrons libres libérés à l'anode.
Voyons quelles sont les réactions chimiques qui conduisent à la formation de la rouille.
La rouille est un processus complexe, mais elle peut être résumée en 1 réaction chimique -
$$4Fe+3O_{2}+6H_{2}O\rightarrow 4Fe(OH)_{3}$$
L'hydroxyde ferrique (Fe(OH)3 ) se déshydrate pour former Fe2O3.H2O.
1. Lors de la première étape, le fer subit une oxydation au contact de l'eau et des ions de fer (II) se forment.
$$Fe_{(s)}\rightarrow Fe^{2+}_{(aq)}+2e^{-}$$
Le fer perd des électrons pour devenir un ion fer (II).
Les électrons libérés par le Fe dans cette réaction réagissent avec les ions hydrogène de l'eau et l'oxygène dissous pour produire de l'eau.
$$4e^{-}+4H^{+}_{(aq)}+O_{2(aq)}\rightarrow 2H_{2}O_{(l)}$$
Attends, la rouille ne s'est pas encore formée. Ces 2 réactions produisent de l'eau et des ions de fer (II). C'est maintenant que la deuxième étape a lieu.
2. Au cours de la deuxième étape, de l'oxyde de fer hydraté (rouille) se forme. La consommation de H+ lors de la première étape laisse des ions hydroxyde (OH-) dans la solution. Les ions Fe2+ réagissent avec ces ions hydroxydes pour former de l'hydroxyde ferreux ou de l'oxyde de fer hydraté.
$$Fe^{2+}_{(aq)}+2OH^{-}_{(aq)}\rightarrow Fe(OH)_{2(s)}$$
Le Fe(OH)2 est également appelé rouille verte. Simultanément à cette réaction, le Fe2+ réagit également avec plus de H+ et d'oxygène pour s'oxyder davantage en Fe3+.
$$4Fe^{2+}_{(aq)}+4H^{+}_{(aq)}+O_{2(aq)}\rightarrow 4Fe^{3+}_{(aq)}+2H_{2}O_{(l)}$$
Ces ions Fe3+ se combinent avec les ions OH- pour former de l'hydroxyde ferrique.
$$Fe^{3+}_{(aq)}+3OH^{-}_{(aq)}\rightarrow Fe(OH)_{3}$$
Cet hydroxyde ferrique se déshydrate pour former du Fe2O3.H2O, qui est à l'origine de la rouille rouge-brun que nous voyons.
La rouille désigne uniquement la corrosion du fer ou des alliages de fer tels que l'acier.
Types de corrosion
La corrosion peut être classée en trois grandes catégories :
- La corrosion d'attaque générale.
- Corrosionlocalisée.
- La corrosiongalvanique .
Corrosion par attaque générale
La corrosion par attaque générale est également appelée corrosion par attaque uniforme . Elle se produit lorsque toute la surface exposée d'un métal est corrodée uniformément et à la même vitesse. C'est le type de corrosion le plus courant.
Corrosion localisée
Dans la corrosion localisée, une petite partie de la surface métallique exposée est corrodée. Il existe trois types de corrosion localisée :
Piqûres
On parle de piqûres lorsqu'un petit trou ou une cavité se forme à la surface du métal. Cela peut pénétrer dans le métal et finir par le détériorer jusqu'à ce qu'il tombe en panne.
Corrosion par crevasses
Cela se produit en raison de conditions environnementales stagnantes, par exemple sous un joint, une rondelle ou un collier de serrage. Des liquides ou de l'oxygène peuvent rester piégés dans ces crevasses pendant une longue période et donner lieu à la corrosion du métal exposé.
Corrosion filiforme
La corrosion filiforme se produit lorsque de l 'eau, des acides ou d'autres substances corrosives pénètrent dans les fissures/lacunes de la couche de peinture ou du revêtement métallique. La corrosion filiforme peut se propager à l'intérieur de la structure et provoquer des faiblesses structurelles.
Corrosion galvanique
Ceci est intéressant. La corrosion galvanique désigne la corrosion qui se produit lorsque deux métaux dissemblables sont en contact électrique l'un avec l'autre et sont exposés à un électrolyte corrosif. Dans ces conditions, les deux métaux se corrodent à des vitesses différentes. L'un des métaux se corrode plus rapidement qu'il ne l'aurait fait seul, et l'autre se corrode plus lentement qu'il ne l'aurait fait seul. Le métal qui se corrode le plus vite est appelé le métal sacrifié.
Un électrolyte est un liquide contenant des ions. Une solution d'eau et de sel de table est un électrolyte car elle contient des ions de sodium (Na+) et de chlore (Cl-), entre autres.
Corrosion - Points clés
- Lacorrosion est la destruction de matériaux due à des réactions chimiques avec des substances présentes dans l'environnement.
- Dans le cas des métaux, la corrosion est la conversion naturelle d'un métal raffiné en un état plus stable tel que l'oxyde, le sulfure ou l'hydroxyde de métal.
La corrosion est uneréaction électrochimique entre l'agent corrosif et le matériau corrodé.
La corrosion peut être causée par l'eau, l'oxygène, des substances corrosives comme le chlore, le peroxyde d'hydrogène ou les oxydes de soufre. La corrosion peut également être causée par une exposition prolongée à un courant électrique.
La corrosion des métaux peut être évitée en les recouvrant de peinture, de graisse ou d'autres métaux.
Le processus qui consiste à recouvrir les métaux avec d'autres métaux s'appelle la galvanoplastie.
Le processus qui consiste à recouvrir les métaux de zinc s'appelle la galvanisation. La galvanisation peut se faire par galvanisation ou par peinture avec une peinture riche en zinc.
Le zinc est plus réactif que le fer. Par conséquent, dans le fer galvanisé, le zinc se corrode pour empêcher la corrosion du fer. C'est ce qu'on appelle la protection sacrificielle du fer.
La corrosion du fer s'appelle la rouille.
La formule chimique de la rouille est Fe2O3.H20. C'est la forme déshydratée de Fe(OH)3.
La réaction chimique de la rouille est la suivante :
$$4Fe+3O_{2}+6H_{2}O\rightarrow 4Fe(OH)_{3}$$
- La corrosion est globalement classée en trois catégories - la corrosion par attaque générale, la corrosion localisée et la corrosion galvanique.
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