لماذا تصدأ برادة الحديد أسرع مما تصدأ كتلة الحديد الكبيرة؟

تتآكل الأجسام المعدنية عندما تتعرض للهواء والأحوال الجوية الرطبة، وفي حال كان المعدن هو الحديد فإن الطبقة البنية المتآكلة التي تتشكل على سطحه تسمى بالصدأ، وذلك بسبب تفاعل كيميائي يعرف بالأكسدة، يحدث عندما يتعرض الحديد للرطوبة أو الأكسجين فيتحول إلى أكسيد الحديد Fe2O3 المحمر، ويمكن القول أن الحديد هو أحد أهم المعادن في العالم فهو يعتبر مادة قوية نسبيًا خفيفة الوزن ومطاوعة، مما يجعله مادة مفيدة لمنتجات عديدة. ويمكن أن يحدث الصدأ بسرعة أو ببطء حسب مدة تعرضه للهواء والرطوبة، بالإضافة لبعض الأمور الأخرى التي تساعدنا في فهم آلية الصدأ.

في الحقيقة يعتبر الصدأ مشكلة كبيرة عند استخدام مادة الحديد لأن النسب الكبيرة من الصدأ تؤثر بشكل مباشر على صلابة الحديد وبالتالي تؤثر في فعاليته، يفضل استخدام الحديد المطاوع بدلاً من الحديد النقي لأنه يتحمل الصدأ بشكل أكبر، حيث يحتوي الحديد المطاوع على نسبة كربون أعلى من الحديد النقي ومع زيادة نسبة الكربون يصبح الحديد محميًا بشكل أكبر، ينصح دائمأ بتخزين الحديد كقطع كبيرة والإبتعاد عن تجزئتها لأن ذلك يسبب زيادة مساحة السطح الذي يتعرض للرطوبة والهواء وبذلك يزداد التفاعل مع الأكسجين ويتكوين أكسيد الحديد غير المرغوب به، وهذا ما يجعل برادة الحديد تصدأ بشكل أسرع من قطع الحديد الكبيرة.

من أجل فهم آلية التأثير الحراري الناتج عن الصدأ بشكل سلس ومسلٍ، بإمكانك إجراء بعض التجارب البسيطة، قم بارتداء قفازاتك أثناء هذه التجربة واحصل على أكواب مناسبة ذات قياس واحد، املئ كل كوب بالسوائل التالية: ماء مقطر، وعصير البرتقال، والخل.

ويمكنك استخدام ورقة عباد الشمس من أجل قياس الأس الهيدروجيني لكل سائل، الآن نحتاج إلى 3 قطع من الصوف الصلب (مثل السيف المستخدم في الجلي) بطول 1 بوصة تقريبًا، ومسمار ترمومتري نقوم بوضعه داخل انبوب اختبار ونغلق السدادة ثم نقيس درجة الحرارة، نقوم بعدها بإزالة السدادة وغمر قطعة واحدة من الصوف الصلب في الماء المقطر لمدة 30 ثانية، ونتخلص من السائل الزائد، ونضع الصوف وميزان الحرارة في أنبوب الإختبار بحيث نثبته مع السدادة، ونسجل درجة الحرارة كل دقيقة ولمدة 15 دقيقة، نكرر التجربة مع قطع من الصوف المغمورة في الخل وعصير البرتقال، ونلاحظ أن السائل ذو الرقم الهيدروجيني الأدنى ترتفع عنده الحرارة بشكل أكبر.