الصورة: pixabay.com
اليوم سيذهب دونغ دونغ الى منزل جدته، هو سعيد للغاية، لان في منزل جدته بستان كبير، بحيث عندما كان دونغ دونغ، كان يحب الملاحظة في بستان حيوانات التربة المختلفة التي يصعب رؤيتها، ويمكن ان يقال ان تلك البيئة هي فصل دراسي صغير لتنوير علوم دونغ دونغ. واليوم التقط دونغ دونغ ثمرة ناضجة من البستان وأكلها. واخذ دونغ دونغ يخطو خطواته وأصدر صوت يدل على الاستغراب، ماذا وجدت ؟
في بستان جدته يوجد باب حديد ولكن منذ فترة طويلة لم يأتي دونغ دونغ الى البستان، ويبدو ان الباب ظهر عليه اثار الصدأ بفعل عوامل الرياح والأمطار، ولم ينتبه دونغ دونغ واخذ يدفع الباب واكتشف في يده اثار صدأ. واخذ يتسائل من أين اتى هذا الصدأ، لماذا يفرز الباب الحديدي الصدأ ؟
في الواقع إن احد اسباب تآكل الحديد وجعله مصدئا هو ناتج عن افتعال الأكسدة. وماهو افتعال الأكسدة ؟ فإن الذرات عموما لديها طبقة الكترونية خارجية، وذرات الحديد ليست استثناء، وفتفاعل الاختزال هو التفاعل الذي تحصل فيه الطبقة الخارجية للذرة على الإلكترونات، وتفاعل الأكسدة هو التفاعل الذي تفقد فيه الطبقة الخارجية للذرة الإلكترونات. وصدأ منتجات الحديد يرجع الي أنها تخضع لتفاعل الأكسدة بسبب ملامسة الهواء.
تفاعل الأكسدة يتطلب ثلاثة شروط: الأكسجين والأنود والكهارل. الأنود هو الحديد نفسه، والكهارل هو الماء أو بخار الماء في الهواء، والأكسجين هو الأكسجين الموجود في الهواء. عندما يتم استيفاء هذه الشروط الثلاثة، سيبدأ تفاعل الأكسدة المسمي باسم "الصدأ".
يكافئ الكهارل (هنا هو الماء أو بخار الماء) حوض ينقل الإلكترونات، وتفيض الإلكترونات من الحديد، و "تسبح" في الأكسجين عبرالكهارل. وذرات الأكسجين من الأكسجين تحصل على هذه الإلكترونات. في هذه العملية، يحدث تفاعل الأكسدة والاختزال، في الواقع، يتم تطبيق المبدأ أيضًا على البطاريات.
بعد الصدأ، ستظهر بعض الصدأ الأحمر الداكن على سطح الحديد، وهو ناتج من تفاعل الأكسدة، وتركيبته الفعلية تكون أكثر تعقيدًا، ومع ذلك، نستخدم عادة المكون الأكثر أهمية "أكسيد الحديد" بالصيغة الكيميائية Fe2O3. وفي الواقع، هو منتج مقترن بـ "الماء"، نستخدم عادة Fe2O3 · nH2O لتمثيله.
لماذا تحدث ظاهرة الصدأ ؟ وما فائدته للحديد؟ هل هي آلية الحماية الخاصة به؟ من المبالغة قليلاً القول إن الحديد مادة هامدة. ولكن العديد من الظواهر في الطبيعة لها أسبابها. وعلى وجه التحديد بالنسبة للحديد أو المعادن، فإنها تصدأ لأنها تبحث عن "حالة مستقرة". وهذا ينطوي على قضايا الديناميكا الحرارية. وعادة ما نرى معادن فوارة أو داكنة وشفافة، والتي لديها طاقة داخلية أعلى من المعادن الصدئة المتآكلة، مما يعني أنها أقل استقرارًا. من أجل الانتقال إلى حالة أكثر استقرارًا، سوف يصدأون ببطء، بغض النظر عن بطء حدوث ذلك، فهم يتطوروا دائمًا في هذا الاتجاه. عندما تتعلم عن الديناميكا الحرارية والطاقة في الفيزياء، يمكنكم فهمها بشكل أوضح.
الكاتب: تشو يا ون
京公网安备11010502039775号
