۲۰ امتحان نهایی / نمونه سؤال شیمی
نمونه سؤال شیمی کاربردی · خوردگی

۱۰ سؤال خوردگی و حفاظت؛
مسیر الکترون و تماس فلز با محیط را روی شکل دنبال کن

خوردگی یک فرایند اکسایش–کاهش است. بخشی از سطح فلز آندی و اکسید می‌شود، واکنش کاهش در ناحیه‌ای دیگر رخ می‌دهد و رطوبت یا الکترولیت مسیر انتقال یون را فراهم می‌کند.

آند ← الکترون ← کاتد

نقشهٔ خوردگی

فلز در ناحیهٔ آندی الکترون از دست می‌دهد. الکترون‌ها در فلز به ناحیهٔ کاتدی می‌روند و یون‌ها در لایهٔ مرطوب حرکت می‌کنند.

منطق حفاظت

تماس با آب و اکسیژن را قطع کن، مسیر رسانا را محدود کن یا فلزی فعال‌تر را فدا کن.

سؤال ۱: نوع فرایند آهن

آهن در ناحیهٔ آندی چه تغییری می‌کند؟

پاسخ: اکسید می‌شود و الکترون از دست می‌دهد؛ نمونهٔ ساده Fe→Fe²⁺+2e⁻ است.

سؤال ۲: نقش رطوبت

چرا وجود لایهٔ آب روی سطح می‌تواند خوردگی را تسهیل کند؟

پاسخ: محیطی برای حرکت یون‌ها و تکمیل مدار الکتروشیمیایی فراهم می‌کند.

سؤال ۳: اثر نمک

نمک محلول معمولاً چگونه سرعت خوردگی را افزایش می‌دهد؟

پاسخ: رسانایی یونی لایهٔ آب را بیشتر و انتقال بار را آسان‌تر می‌کند.

سؤال ۴: رنگ‌کردن

رنگ سالم چگونه از فلز محافظت می‌کند؟

پاسخ: مانعی میان سطح فلز و آب و اکسیژن می‌سازد.

سؤال ۵: خراش پوشش

چرا خراش عمیق روی پوشش می‌تواند حفاظت مانعی را کاهش دهد؟

پاسخ: فلز پایه را دوباره در تماس مستقیم با محیط قرار می‌دهد.

سؤال ۶: گالوانیزه

در پوشش روی بر آهن، روی چه نقشی می‌تواند داشته باشد؟

پاسخ: روی فعال‌تر است و می‌تواند به‌عنوان فلز فداشونده اکسید شود و آهن را محافظت کند.

سؤال ۷: حفاظت کاتدی

چرا در حفاظت کاتدی تلاش می‌شود سازهٔ اصلی کاتد بماند؟

پاسخ: اکسایش فلز در آند رخ می‌دهد؛ کاتد نگه‌داشتن سازه از اکسیدشدن آن جلوگیری می‌کند.

سؤال ۸: انتخاب فلز فداشونده

فلز فداشونده باید نسبت به فلز سازه تمایل بیشتر یا کمتری به اکسایش داشته باشد؟

پاسخ: بیشتر؛ تا خودش آند شود و پیش از سازه اکسید گردد.

سؤال ۹: تغییر جرم زنگ‌زدگی

چرا جرم یک قطعهٔ زنگ‌زده ممکن است پیش از جداشدن زنگ افزایش یابد؟

پاسخ: اتم‌های اکسیژن و گونه‌های محیط وارد فرآورده‌های خوردگی روی سطح می‌شوند.

سؤال ۱۰: یافتن خطا

دانش‌آموز گفته «فلز فداشونده چون نجیب‌تر است اکسید می‌شود». اصلاح کنید.

پاسخ: فلز فداشونده فعال‌تر و آسان‌تر اکسید می‌شود؛ نجیب‌تربودن با این نقش سازگار نیست.

چطور خودتصحیح کنی؟

آند و کاتد را روی سطح مشخص کن، جهت الکترون را رسم کن و نقش محیط مرطوب را بنویس. برای روش حفاظت توضیح بده کدام ضلع مسیر خوردگی قطع یا کدام فلز فدا می‌شود.