الأول منهما نيزك والثاني كويكب أرضي

عمود كتب حديدي فريد من نوعه في الهند لا يصدأ منذ أكثر من ألف عام !!!
في الهند، على أراضي مجمع قطب مينار في دلهي، هناك واحدة من أكثر الأشياء غموضا في العالم - العمود الحديدي الشهير. ويسمى عمود الكتب، أو عمود المهارسولي. ومن الجدير تصنيفها كواحدة مما يسمى الآن "عجائب الدنيا"، لأن العلم الحديث لا يستطيع تفسير حقيقة وجودها إلا بالمعجزة. بالشكل الذي هو عليه، ببساطة لا يمكن أن يوجد!
هناك قصيدة سنسكريتية على هذا العمود تقول أن هذا العمود أقيم في عهد الملك شاندراغوبتا الثاني من سلالة غوبتا الذي حكم في الفترة ما بين 381 و414 م. إعلان. وعلى الرغم من أن هذا لا يؤكد أن العمود قد تم صنعه خلال هذه الفترة بالذات، إلا أنه من الممكن أن يكون العمود نفسه قد تم صنعه في وقت مبكر جدًا، وتم تطبيق النقش لاحقًا. في الوقت الحالي، ربما يكون عمود قطب أحد أكثر المعالم الأثرية غموضًا في الثقافة الهندية.
في البداية، تم توج العمود الحديدي بصورة الطائر الأسطوري جارودا، المخصص للإله فيشنو ويقع في مكان آخر في الهند. وفي وقت لاحق، لم يفهم الفاتحون المسلمون حقًا ما كانوا يتعاملون معه، فنقلوه إلى فناء مسجد قوة الإسلام. على الأرجح، اختفى طائر جارودا من العمود ومن غير المعروف أين ذهب.

2)
يتميز عمود الكتب بالخصائص التالية: مصنوع من الحديد النقي، متآلف، أي أنه لا يحتوي على أي طبقات ملحومة أو أي وصلات أخرى، الارتفاع - 7.3 متر، الوزن - أكثر من 6.5 طن؛ القطر عند القاعدة – 42 سم، القطر عند الأعلى – 30 سم.. ولكن هذا ليس الأكثر إثارة للاهتمام – في العالم
هناك تطبيقات دينية أو رمزية أكبر بكثير. بشكل عام، في المناخ الاستوائي والرطب جدًا في الهند، تصدأ العناصر المصنوعة من الحديد بسرعة كبيرة، ولكن التآكل سيؤثر على هذا العمود

لم يتأثر تمامًا - فهو موجود منذ أكثر من 1500 عام (ما هو موثق) ولا يحتوي على أدنى أثر للصدأ. لا أحد! كما لو أنها ليست في جو رطب، ولكنها مختومة في قارورة خالية من الهواء. (موسوعة).

لماذا يصدأ الحديد؟

إذا تركت جسمًا حديديًا في مكان رطب ورطب لعدة أيام، فسوف يحدث ذلك
سوف يغطى بالصدأ، كما لو كان مطليًا بطلاء محمر.
ما هو الصدأ؟ لماذا يتشكل على الأجسام الحديدية والفولاذية؟ الصدأ هو
أكسيد الحديد. ويتكون نتيجة "احتراق" الحديد عند اتحاده مع الأكسجين،
مذاب في الماء.
وهذا يعني أنه في حالة عدم وجود الرطوبة والماء في الهواء، لا يوجد ذائب في الماء على الإطلاق.
لا يتشكل الأكسجين والصدأ.
إذا سقطت قطرة المطر على سطح حديدي لامع فإنها تظل شفافة
لفترة قصيرة من الزمن. يبدأ الحديد والأكسجين في الماء
تتفاعل وتشكل أكسيدًا، أي الصدأ، داخل القطرة. يصبح الماء
محمر، ويطفو الصدأ في الماء على شكل جزيئات صغيرة. عندما تتبخر القطرة، ما يبقى هو
الصدأ، فيشكل طبقة حمراء على سطح الحديد.
إذا ظهر الصدأ بالفعل، فسوف ينمو في الهواء الجاف. يحدث هذا بسبب
تمتص بقعة الصدأ المسامية الرطوبة الموجودة في الهواء - فهي تجذب و
يحملها. ولهذا السبب فإن منع الصدأ أسهل من إيقافه بمجرد ظهوره.
تعتبر مشكلة منع الصدأ مهمة للغاية، حيث يجب تخزين منتجات الحديد والصلب لفترة طويلة. في بعض الأحيان يتم تغطيتها بطبقة من الطلاء أو البلاستيك. ماذا كنت ستفعل ل
هل تحافظ على السفن الحربية من الصدأ عندما لا تكون قيد الاستخدام؟ تم حل هذه المشكلة مع
باستخدام ماصات الرطوبة. تحل هذه الآليات محل الهواء الرطب في المقصورات بالهواء الجاف.
لا يمكن أن يظهر الصدأ في مثل هذه الظروف! (موسوعة).

ومن المعلوم أن كل ظاهرة طبيعية، بما في ذلك الصدأ وعدم الصدأ، نتيجة لذلك، لها سبب.

تم اكتشاف السبب الجذري للاهتزازات والظواهر الطبيعية، باعتبارها وجهة نظر واحدة حول الكون، (بما في ذلك) في التجربة التالية: ينعكس الضوء الساقط على البلورات الصلبة مع التشتت. عند التناقص

3)
درجة حرارة البلورات، يتناقص التبديد إلى حد معين، وعلى عكس الأفكار الكلاسيكية، يستمر مع مزيد من التبريد. وفي هذا الصدد، جاء العلماء إلى استنتاج مفاده أن في الطبيعة
هناك تذبذبات غير قابلة للتدمير للجسيمات (الحركة الأولية) بسعة "صفر" معينة A وطاقة تساوي ثابت بلانك: h = 6.626 10-34، J/T،
(انظر تذبذبات نقطة الصفر، ميكانيكا الكم من ويكيبيديا – الموسوعة الحرة).
أفعال "الصفر" غير القابلة للتدمير التي تجتذب وتتنافر للأجسام المتأرجحة حجميًا في وقت واحد،
تمثل السبب الجذري الطبيعي (الانتشار، الحركة البراونية). والنتيجة الثانوية هي نتائج كل منهم
التفاعلات التي لها مسار بناء مدمر (تاو-إلهي-وراثي-ثرموديناميكي) ذاتي التنظيم: (ممتد زمنيًا) - منذ ولادة «شيء ما»، والنمو، والشيخوخة، والاضمحلال على جميع المقاييس العالمية.

عمر النصف لنظام ميكانيكا الكم (جسيم، نواة، ذرة...) هو الزمن T الذي يضمحل خلاله النظام مع الاحتمال؛. إذا تم أخذ مجموعة من الجزيئات المستقلة بعين الاعتبار، فخلال نصف عمر واحد T، سينخفض ​​عدد الجزيئات الباقية في المتوسط ​​بمقدار مرتين. على سبيل المثال، نصف العمر:

البوتاسيوم - 39.1 (19) هو T=1.28 106 سنة؛
اليورانيوم - 238 (92) ت = 4.5 109 سنة؛
الثوريوم – 232 (90) T=1.41 1010 سنة. (موسوعة).

ويعتقد أن كوكب الأرض قد تشكل من حزام الكويكبات. الكويكبات، المكونة من عناصر الجدول الدوري ومجموعاتها، على شكل منصات ودروع بأسماء وأحجام مختلفة، والتي شكلت ذات يوم حزامًا يدور بين الزهرة والمريخ (مع الحفاظ على الزخم)، تشكلت مثل المروحة، في كوكب مزدوج - الأرض والقمر. وبالمثل، تشكلت جميع كواكب النظام الشمسي من أحزمة الكويكبات الخاصة بها. حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري ليس كوكب فايتون المتفكك، بل كوكب المستقبل. أثناء انتقال حزام الكويكبات إلى أجسام السيلينيوم الجغرافية - تم كسر وسحق أسمائها المختلفة ومنصاتها وألواحها ودروعها وما إلى ذلك ، المتجمعة في كومة ، ولكن ظلت الفراغات بينهما. عمل الجاذبية والوقت أزاح الفراغات. وعندما بدأت فترة الاضمحلال، بدأت درجة حرارة الأرض في الارتفاع. تحولت الكويكبات الجليدية (وربما كانت في المركز أيضًا) إلى ماء. الجاذبية، كأساس للتكتونية، أجبرت الأجسام الأكثر كثافة على النزول نحو مركز الأرض، مما أدى إلى إزاحة الأجسام الأقل كثافة والمياه، وتغيير التضاريس، وخلق اختلافات في الارتفاع. مياه (منابع) غير مملحة على شكل جوي

4)
أدت الرواسب والأنهار والبحار والمحيطات إلى تآكل الكويكبات (بما في ذلك الأملاح) الناتئة إلى السطح، والتي تكونت منها رواسب رسوبية من المعادن، على سبيل المثال: الحديد، المنغنيز، الفحم... و
ملوحة المياه في المحيطات. في حين بدأت الكويكبات غير المتآكلة تمثل رواسب أولية من المعادن، بما في ذلك النفط والغاز. (انظر www.oskar-laar.at.ua ص 22-23).
يبقى الآن مقارنة أعمار الحديد النيزكي المقاوم للصدأ في عمود كتب مع الحديد ذي الأصل الأرضي.

دع (مشروطًا) الوحدة الزمنية لكل فترة Tt (الولادة-Tt، النمو-Tt، الشيخوخة-Tt، الاضمحلال-Tt) هي نصف العمر

الثوريوم - 232 (90) طن = 1.41 1010 سنة.

عندها سيكون عمر الحديد الأرضي أربع وحدات 4Тт=Тт+Тт+Тт+Тт، وسيكون عمر حديد قطب وحدة واحدة فقط Tt. الجواب يكمن على السطح:

حديد نيزك كتب شاب، وله مناعة، وبالتالي لا يصدأ.

والحديد الأرضي قديم (متحلل، تغير خصائصه)، فقد بالفعل مناعته، وبالتالي يصدأ.

كما ينبغي أن يكون، السبب الجذري هو عمر واحد، ولكن العواقب مختلفة.
وفي نفس السياق: التعب المعدني، ولم يتمكن الجهاز من تحمل الحمل، وظهر صدع، وما إلى ذلك.

ربما يأخذ العلماء المتذوقون في الاعتبار "الخبرة" والأحمال المرتبطة بالعمر بالنسبة للحديد.

التعليقات

"من المفترض أن كوكب الأرض قد تشكل من حزام الكويكبات" - "من المفترض!" هذا هو الأساس الكامل لهذا العمل ...
أي شيء يمكن تفسيره (بالأذن)... خاصة إذا كان هناك اسم في العلم... فقط هل سيكون صحيحا في المعنى الأخير (أو الأول...).
أتذكر أن كابيتسا لم يستطع تفسير سبب تجمع أوراق الشاي (عند التقليب) في وسط الكوب... أو بالأحرى، أوضح... تدفقات معقدة (سقطت في عيني).
يوجد مثل هؤلاء العلماء - داروين (بحرف D صغير وبازدراء تام)... إنهم يعرفون كيفية التخمين (يضحك)... الشيء الرئيسي هو ألا تصبح هكذا... من الأفضل أن تقول: "نحن لا نفعل ذلك" "لا أعرف ذلك بعد."

وأخيرًا أخبرني:
- ما هي النار؟
ثم يمكنك الذهاب إلى البراري.

العدو الخطير هو الصدأ! بغض النظر عن مدى قوة المعدن، سيظل الصدأ يتغلب عليه. استمع إلى قصة حول هذا الموضوع. في العصور القديمة، أمر أحد الملوك سيئ الحظ بإخفاء العديد من الأسلحة المختلفة في المحمية في أقبية القلعة الرطبة: السيوف الفولاذية، والبنادق، والمدافع، وقذائف المدفعية. لكنه لم يأمر بوضع البارود هناك حتى لا يبتل. ولكن مع الحديد، يقولون، لن يحدث شيء. لحسن الحظ، لم تكن هناك حرب لفترة طويلة، وكانت الأسلحة تكمن في الطابق السفلي لسنوات عديدة.

استعد الملك للحرب وأمر بتسليح المجندين الشباب. لقد فتحوا الأبواب الثقيلة، وأخرجوا سيوف المعركة من الطابق السفلي - نظروا، وكانوا جميعا صدئا. بدأنا بالتنظيف - أصبحت السيوف أرق من سكاكين المطبخ. أين هذه جيدة ل؟ لقد أخرجوا بنادقهم - وكانت صدئة أيضًا. إذا أطلقت النار على واحدة منها، فسوف تنفجر بين يديك. حان الوقت للبنادق. مع النواة. بدأوا في إزالة الصدأ منهم. لقد قاموا بتنظيفها لدرجة أن حبات البطيخ أصبحت أصغر من حجم البطاطس. كيفية تحميل مثل هذه الأسلحة؟ الأسلحة كبيرة جدًا بالنسبة لهم الآن. اضطررت إلى إلغاء الرحلة! الرطوبة والرطوبة خذلانا.

وهذه القصة حدثت مؤخرا. كان الجرار يسير على الجليد وهبط في شجرة شيح مغطاة بالثلوج. وتم إنقاذ سائق الجرار، لكن الجرار غرق. وبعد عام واحد فقط تمكنوا من رفع السيارة الثقيلة. لقد استغرق الأمر مني وقتًا طويلاً لتنظيف الصدأ، لكنني مازلت غير قادر على تشغيل المحرك حتى يتم استبدال العديد من أجزائه التي صدأت في الماء بأخرى جديدة.

في أي مكان آخر يصدأ الحديد؟

لو أنها تصدأ في الماء! لكن المعدن يصدأ حتى في الصحراء الحارة. في كل مكان، مهما بحثت، لن تجد قطرة ماء. ولكن هناك دائمًا جزيئات صغيرة غير ملحوظة تمامًا من الرطوبة في الهواء. وهذا القليل يكفي حتى يبدأ المعدن في الصدأ تدريجيًا. وفي مناخ رطب، بطبيعة الحال، ينهار بشكل أسرع بكثير.

ما هي كمية الحديد التي يدمرها الصدأ؟ الجواب جاهز. في عشر سنوات، يأكل الصدأ كمية من المعدن تعادل ما تنتجه جميع مصانع المعادن في العالم في عام واحد. اتضح أن الصدأ يأكل ملايين الأطنان من المعدن! لقد أعلن الناس الحرب عليه منذ فترة طويلة! كيف حالك ؟ هذا صحيح، ارتدي الأحذية المطاطية ومعاطف المطر، أو الأفضل من ذلك، اختبئ تحت السقف. يفعلون الشيء نفسه مع المعدن. يتم إخفاء السيارات والآلات الآلية تحت الحظائر وتحت أسطح الورش.

الصدأ وحماية المعدن من التآكل

إنهم يضعون خط أنابيب غاز وخط أنابيب نفط ونظام إمداد بالمياه - ويضعون معطفًا واقًا من المطر على الأنابيب - ويلفونها بقطعة قماش أو ورق.

ماذا عن السيارات؟ إنها مطلية بألوان أنيقة ومشرقة ليس فقط من أجل الجمال. على الرغم من أن طبقة الطلاء رقيقة، إلا أنها تحمي بشكل جيد من الرطوبة، وبالتالي من الصدأ. ولهذا السبب يتم طلاء الجسور والعربات والسفن والأسطح...

ولكن لا يمكن للطلاء فقط حماية المعدن، بل يمكن طلاء الحديد بطبقة رقيقة من معدن آخر أكثر مقاومة - وهو الزنك. ويصبح السقف أكثر متانة على الفور. علب الصفيح هي أيضا من الحديد والقصدير. هنا يتم وضع طبقة رقيقة من القصدير المنصهر على الحديد.

هناك العديد من الطرق الأخرى لحماية المعادن من الصدأ، ويبحث العلماء عن طرق جديدة أكثر موثوقية.

مؤسسة تعليمية بلدية مدرسة ثانوية في قرية نوفوبافلوفكا

منطقة بتروفسك-زابايكالسكي، منطقة ترانسبايكال

العمل البحثي حول الموضوع:

لماذا الماء صدئ؟

تم الانتهاء من العمل من قبل طالب من الصف 2-أ

ايونينسكي ديمتري

قرية نوفوبافلوفكا

مقدمة
الجزء النظري
ما هو الصدأ
دور المعادن في حياة الإنسان
الجزء العملي
التجربة 1. "في أي ماء تصدأ المعادن بشكل أسرع؟"
التجربة الثانية: "في أي بيئة تصدأ المعادن بشكل أسرع؟"
الخبرة 3. "كيف تقاوم المعادن المختلفة التآكل"
خاتمة
قائمة المراجع المستخدمة

مقدمة

ولاحظت أنه إذا لم يتم ضخ الماء من البئر لبعض الوقت فإنه يصبح أصفر اللون. أتساءل لماذا يتحول الماء إلى اللون الأصفر؟ لقد تعلمت من والدي أنه صدأ.

الهدف من العمل: اكتشف سبب تشكل الصدأ على الحديد، وفي أي حلول يتكون الصدأ واكتشف طرق الحماية من الصدأ.

لتحقيق هذا الهدف، لا بد من حل عدد من مهام:

· تعرف على ما هو الصدأ وسبب حدوثه (نظرياً).

· من خلال الخبرة الحصول على الصدأ على مسامير الحديد في البيئات المختلفة بالمنزل.

· تحليل ومقارنة نتائج ملاحظات هذه التجربة واستخلاص النتائج.

موضوع الدراسة:مسمار الحديد في أنابيب الاختبار بمحاليل مختلفة.

طرق البحث:

· دراسة الأدب.

· الملاحظات.

· تحليل البيانات التي تم الحصول عليها.

· التعميم.

أنا أدفع فرضية:فيتحطم الحديد، أي يصدأ، بأي محلول.

لإجراء هذا البحث، قمت أنا ومعلمتي ليودميلا سيرجيفنا بدراسة الأدبيات المتخصصة (المؤلفون مدرجون في قائمة المراجع). وبمشاركة عائلتي قمت بإجراء التجارب والملاحظة والتحليل واستخلاص النتائج.

المحتوى الرئيسي

الجزء النظري

ما هو الصدأ

في البداية، قرأت في قاموس أوزيغوف التوضيحي ما هو الصدأ؟

الصدأ، - ق، و.

1. طبقة حمراء بنية على الحديد تكونت نتيجة الأكسدة وتؤدي إلى تدمير المعدن، بالإضافة إلى علامة على شيء ما. من مثل هذه الغارة. ظهر نوع من r في روحي.(ترجمت: شيء أكال، معذب).

2. فيلم بني على مياه المستنقعات.

JPG" العرض = "252" الارتفاع = "237">

يحدث الصدأ عندما يتفاعل الغلاف الجوي مع الحديد. وتسمى عملية تكوينها بالصدأ أو التآكل. التآكل هو التدمير التلقائي للمعادن نتيجة تفاعلها مع البيئة. تبدأ عملية صدأ الحديد فقط عند وجود رطوبة في الهواء. عندما تصطدم قطرة ماء بسطح منتج حديدي، بعد مرور بعض الوقت يمكنك ملاحظة تغير في لونه. تصبح القطرة غائمة وتتحول تدريجياً إلى اللون البني. يشير هذا إلى ظهور منتجات تآكل الحديد عند نقطة ملامسة الماء للسطح.

دور المعادن في حياة الإنسان

تستخدم المعادن في كل مكان في الحياة اليومية. نحن نعيش في عالم من المعادن. في المنزل، في الشارع، في الحافلة - تحيط بنا الأجسام المعدنية في كل مكان. نحن ببساطة لا نستطيع أن نتخيل حياتنا بدونهم.

حديد- عنصر كيميائي، معدن أبيض فضي. في شكله النقي لا يتم استخدامه عمليا بسبب قوته المنخفضة. كقاعدة عامة، يتم استخدام السبائك القائمة على الحديد - الفولاذ والحديد الزهر.

فُولاَذهذا هو النوع الأكثر أهمية من سبائك الحديد. ويتميز عن الحديد النقي بمحتواه من الكربون الذي يقل عن 2%، لكن هذه الإضافة الضئيلة هي التي تعطي السبيكة صلابة لا يتمتع بها الحديد. يعتمد المستوى الفني والاقتصادي لتطور الدولة بشكل كبير على كمية الفولاذ التي يتم إنتاجها في البلاد للفرد.

الألومنيوميستخدم في بناء الطائرات لأنه قوي جداً وخفيف الوزن. على عكس الحديد، فإن الألومنيوم لا يخاف من الرطوبة ولا يصدأ، وبالتالي فإن المنتجات المصنوعة منه لا تتطلب طبقات واقية.

الزنكبمثابة مادة مضافة للنحاس، ولكن غالبا ما تستخدم في شكله النقي. يتمتع الزنك بصفات صب جيدة، لذلك يتم صب أجزاء الآلات المختلفة منه. نلاحظ عادةً هذا المعدن الأبيض المزرق بنمط مرقط مميز على ماسورة التصريف الجديدة والدلاء المعدنية. جميع هذه المنتجات مصنوعة مما يسمى بحديد التسقيف - صفائح فولاذية ناعمة مطلية بطبقة رقيقة من الزنك. يحمي المعدن الأساسي من الصدأ. يسمى هذا الحديد المجلفن.

نحاسوهو مرن للغاية ويوصل التيار الكهربائي بشكل أفضل من المعادن الأخرى (باستثناء الفضة الثمينة). هذه الصفات تسمح باستخدامه في الأسلاك الكهربائية. وهنا يعتبر المعدن رقم واحد.

فضة. قدرت المسابك والحدادين والمجوهرات القديمة هذا المعدن لنعومته ومرونته في المعالجة. منذ زمن اليونان القديمة وحتى بداية هذا القرن، تم استخدام معظم الفضة المستخرجة في سك العملات المعدنية، والباقي لصناعة المجوهرات وأدوات المائدة والأطباق. اليوم، يتم تقدير الفضة أيضًا لأنها موصلة للتيار الكهربائي بشكل أفضل من أي معدن. ولذلك، فإنه يستخدم على نطاق واسع في الهندسة الكهربائية. يذهب الكثير من الفضة إلى إنتاج البطاريات، ولكن يذهب المزيد منها إلى إنتاج مواد الصور والأفلام. يتمتع المعدن بميزة أخرى: فهو يقتل الميكروبات المسببة للأمراض. لذلك يتم تحضير الأدوية على أساسها والتي تستخدم لغسل الجروح القيحية ولشفاء الجروح الصغيرة يتم وضع ورق مبيد للجراثيم مشرب بمركبات الفضة على الجسم. وتستخدم الفضة أيضًا في مصانع المرايا.

تعاني السبائك القائمة على الحديد أكثر من غيرها من التآكل. "الصدأ يأكل الحديد" قول مأثور، لكنه دقيق. يتم فقدان حوالي 10٪ من المعدن المستخرج بشكل لا رجعة فيه. يتبع التآكل التآكل - تدمير المنتجات المعدنية. وبعد ذلك لم يعد المعدن مناسبًا. ومع ذلك، يتم إرجاع ثلثي المعادن إلى الإنتاج بعد إعادة صهرها في أفران الموقد المفتوح. ولهذا السبب من المهم جمع الخردة المعدنية.

قررت إجراء تجارب على المسامير الحديدية ووضعها في بيئات مختلفة.

الجزء العملي

الخبرة 1. "في أي ماء تصدأ المعادن بشكل أسرع؟"

الغرض من الخبرة: اكتشف في أي ماء يصدأ الحديد بشكل أسرع

أخذت الماء من 4 مصادر (من البئر، من النهر، المقطر، الثلج) ووضعت فيه مسامير حديدية متطابقة. وكانت جرات الماء في نفس الظروف. بعد يومين تحول الماء إلى اللون الأصفر، وبعد أسبوع ظهر الصدأ على الأظافر، وبعد شهر نمت طبقة الصدأ بشكل ملحوظ. يتكون الصدأ على جميع المسامير، بغض النظر عن مصدر الماء الموجود فيها.

	ماء جيد	الماء من النهر	ماء مقطرة
	ضع الأظافر في الماء
	لقد تحول الماء إلى اللون الأصفر	لقد تحول الماء إلى اللون الأصفر	لقد تحول الماء إلى اللون الأصفر	لقد تحول الماء إلى اللون الأصفر
	هناك صدأ على الظفر	هناك صدأ على الظفر	هناك صدأ على الظفر	هناك صدأ على الظفر
	طبقة الصدأ تنمو	طبقة الصدأ تنمو	طبقة الصدأ تنمو	طبقة الصدأ تنمو

خاتمة: يتكون الصدأ على الحديد في أي ماء.

الخبرة 2. "في أي بيئة تصدأ المعادن بشكل أسرع؟"

هدف خبرة: اكتشف في أي بيئة يصدأ الحديد بشكل أسرع

قررت أن أعرف في أي بيئة يصدأ الحديد بشكل أسرع. للقيام بذلك، أخذت 4 علب من الماء من البئر. أضفت الملح إلى الأول، والسكر إلى الثاني، والصودا إلى الثالث، والخل إلى الرابع. تم إسقاط مسمار حديدي في كل جرة.

في 2 أيام:

· ظهور راسب أصفر صغير في الماء مع الملح، ولكن المحلول نفسه بقي شفافاً؛

· تحول المحلول مع السكر إلى اللون الأصفر.

· يكون المحلول مع الخل شفافاً ويوجد فقاعات على جدران الجرة.

بعد شهر:

· في الماء مع الملح ظهرت طبقة من الصدأ وبلورات الملح على الظفر؛

· أصبح المحلول مع السكر أفتح فلا يوجد صدأ.

· لم تكن هناك تغييرات في الماء مع الصودا.

· لون محلول الخل بني غامق، ويوجد جزيئات أظافر في قاع الجرة.

	الماء مع السكر	الماء مع الملح	الماء مع الصودا	الماء مع الخل
	ضعي الأظافر في محاليل مختلفة
	تحول الحل إلى اللون الأصفر	راسب أصفر صغير، محلول واضح	لا تغيرات	المحلول شفاف ويوجد فقاعات على جدران الجرة
	لقد أشرق المحلول ولم يعد هناك صدأ	ظهرت طبقة من بلورات الصدأ والملح على الظفر	لا تغيرات	لون المحلول بني غامق، ويوجد جزيئات أظافر في قاع الجرة

خاتمة: لا يتشكل الصدأ في البيئة القلوية؛ في البيئة الحمضية، يتم تدمير الحديد.

الخبرة 3 . "كيف تقاوم المعادن المختلفة التآكل"

الغرض من الخبرة: معرفة ما إذا كان الصدأ يتشكل على المعادن الأخرى

أردت معرفة ما إذا كان الصدأ يتشكل على معادن أخرى. أخذت 4 معادن مختلفة (النحاس، الألومنيوم، الزنك، الحديد) ووضعتها في الماء. بشكل منفصل، قمت بوضع مسمار حديدي مطلي في الماء. وبعد يومين فقط أصبح الماء مع الحديد صدئًا، ولم يتشكل الصدأ على المعادن المتبقية حتى بعد شهر. الماء ذو ​​الظفر المطلي لن يصدأ.

خاتمة: يتكون الصدأ فقط عندما يتفاعل الماء مع الحديد.

خاتمة

حاولت خلال بحثي معرفة سبب تشكل الصدأ على الحديد، وفي أي محاليل يتشكل الصدأ، ومعرفة طرق الحماية من الصدأ. وبناء على مثال الدراسة يتضح أن الماء بيئة مناسبة لحدوث الصدأ مهما كان مصدره. البيئة القلوية مناسبة لحماية الحديد من الصدأ. في البيئة الحمضية، يتحلل الحديد بسرعة أكبر. يمكن الحفاظ على الحديد إذا لم يسمح له بملامسة الماء، وهذا يتطلب الصباغة.

قائمة المراجع المستخدمة

2. الموسوعة الكبرى "وايتشك" - م: "روسمان"، 2006

3. أستكشف العالم. أست"، 1999

تحتوي عبارة "تآكل المعدن" على أكثر بكثير من مجرد اسم فرقة روك مشهورة. يؤدي التآكل إلى تدمير المعدن بشكل لا رجعة فيه، وتحويله إلى غبار: من إجمالي الحديد المنتج في العالم، سيتم تدمير 10٪ بالكامل في نفس العام. يبدو الوضع مع المعدن الروسي على النحو التالي: كل المعدن الذي يتم صهره خلال عام في كل سادس فرن صهر في بلدنا يصبح غبارًا صدئًا قبل نهاية العام.

إن عبارة "يكلف فلساً واحداً" فيما يتعلق بالتآكل المعدني هي أكثر من صحيحة - فالأضرار السنوية الناجمة عن التآكل لا تقل عن 4٪ من الدخل السنوي لأي دولة متقدمة، وفي روسيا يصل حجم الضرر إلى عشرة أرقام. فما الذي يسبب عمليات التآكل في المعادن وكيفية التعامل معها؟

ما هو تآكل المعادن

تدمير المعادن نتيجة التفاعل الكهروكيميائي (الذوبان في هواء يحتوي على رطوبة أو وسط مائي - إلكتروليت) أو تفاعل كيميائي (تكوين مركبات معدنية ذات عوامل كيميائية شديدة العدوانية) مع البيئة الخارجية. يمكن أن تتطور عملية التآكل في المعادن فقط في بعض مناطق السطح (التآكل الموضعي)، أو تغطي السطح بأكمله (التآكل المنتظم)، أو تدمر المعدن على طول حدود الحبوب (التآكل بين البلورات).

يتحول المعدن تحت تأثير الأكسجين والماء إلى مسحوق بني فاتح فضفاض، يُعرف باسم الصدأ (Fe 2 O 3 · H 2 O).

التآكل الكيميائي

تحدث هذه العملية في البيئات غير الموصلة للتيار الكهربائي (الغازات الجافة والسوائل العضوية - المنتجات البترولية والكحوليات وغيرها)، وتزداد شدة التآكل مع زيادة درجة الحرارة - ونتيجة لذلك، يتكون فيلم أكسيد على السطح من المعادن.

بالتأكيد جميع المعادن، الحديدية وغير الحديدية، عرضة للتآكل الكيميائي. يتم تغطية المعادن غير الحديدية النشطة (على سبيل المثال، الألومنيوم) تحت تأثير التآكل بغشاء أكسيد، مما يمنع الأكسدة العميقة ويحمي المعدن. ومثل هذا المعدن المنخفض النشاط، مثل النحاس، تحت تأثير رطوبة الهواء، يكتسب طلاء أخضر - الزنجار. علاوة على ذلك، فإن فيلم الأكسيد لا يحمي المعدن من التآكل في جميع الحالات - فقط إذا كان التركيب الكيميائي البلوري للفيلم الناتج متوافقًا مع هيكل المعدن، وإلا فلن يساعد الفيلم بأي شكل من الأشكال.

تخضع السبائك لنوع آخر من التآكل: بعض عناصر السبائك لا تتأكسد، ولكن يتم تقليلها (على سبيل المثال، في مزيج من ارتفاع درجة الحرارة والضغط في الفولاذ، يتم تقليل الكربيدات بواسطة الهيدروجين)، وتفقد السبائك تمامًا العناصر الضرورية صفات.

التآكل الكهروكيميائي

لا تتطلب عملية التآكل الكهروكيميائي بالضرورة غمر المعدن في المنحل بالكهرباء - يكفي وجود طبقة إلكتروليتية رقيقة على سطحه (غالبًا ما تتخلل المحاليل الإلكتروليتية البيئة المحيطة بالمعدن (الخرسانة والتربة وما إلى ذلك)). السبب الأكثر شيوعًا للتآكل الكهروكيميائي هو الاستخدام الواسع النطاق للأملاح المنزلية والصناعية (كلوريد الصوديوم والبوتاسيوم) لإزالة الجليد والثلوج على الطرق في الشتاء - تتأثر بشكل خاص السيارات والاتصالات تحت الأرض (وفقًا للإحصاءات، الخسائر السنوية في الولايات المتحدة من استخدام الأملاح في الشتاء 2.5 مليار دولار).

يحدث ما يلي: تفقد المعادن (السبائك) بعض ذراتها (تنتقل إلى المحلول الإلكتروليتي على شكل أيونات)، وتستبدل الإلكترونات الذرات المفقودة بشحن المعدن بشحنة سالبة، بينما يحمل الإلكتروليت شحنة موجبة. يتم تشكيل زوج كلفاني: يتم تدمير المعدن، وتصبح جميع جزيئاته تدريجيا جزءا من المحلول. يمكن أن يحدث التآكل الكهروكيميائي بسبب التيارات الشاردة التي تحدث عندما يتسرب جزء من التيار من دائرة كهربائية إلى محاليل مائية أو إلى التربة ومن هناك إلى هيكل معدني. في تلك الأماكن التي تخرج فيها التيارات الضالة من الهياكل المعدنية لتعود إلى الماء أو التربة، يحدث تدمير المعادن. تحدث التيارات الشاردة بشكل خاص في كثير من الأحيان في الأماكن التي تتحرك فيها وسائل النقل الكهربائية الأرضية (على سبيل المثال، الترام وقاطرات السكك الحديدية الكهربائية). في عام واحد فقط، تستطيع التيارات الشاردة بقوة 1A إذابة 9.1 كجم من الحديد، و10.7 كجم من الزنك، و33.4 كجم من الرصاص.

الأسباب الأخرى لتآكل المعادن

يتم تسهيل تطوير عمليات التآكل عن طريق الإشعاع ومخلفات الكائنات الحية الدقيقة والبكتيريا. يتسبب التآكل الذي تسببه الكائنات الحية الدقيقة البحرية في إتلاف قاع السفن البحرية، كما أن عمليات التآكل التي تسببها البكتيريا لها اسمها الخاص - التآكل الحيوي.

يؤدي الجمع بين تأثيرات الإجهاد الميكانيكي والبيئة الخارجية إلى تسريع تآكل المعادن بشكل كبير - حيث ينخفض ​​\u200b\u200bثباتها الحراري، وتتلف أفلام الأكسيد السطحي، وفي تلك الأماكن التي تظهر فيها عدم التجانس والشقوق، يتم تنشيط التآكل الكهروكيميائي.

تدابير لحماية المعادن من التآكل

النتيجة الحتمية للتقدم التكنولوجي هي تلوث بيئتنا - وهي عملية تسرع من تآكل المعادن، حيث تظهر لها البيئة الخارجية المزيد والمزيد من العدوان. لا توجد طرق للقضاء على التدمير التآكلي للمعادن بشكل كامل، كل ما يمكن فعله هو إبطاء هذه العملية قدر الإمكان.

لتقليل تدمير المعادن، يمكنك القيام بما يلي: تقليل عدوانية البيئة المحيطة بالمنتج المعدني؛ زيادة مقاومة المعدن للتآكل. القضاء على التفاعل بين المعدن والمواد من البيئة الخارجية التي تظهر العدوان.

على مدى آلاف السنين، جربت البشرية العديد من الطرق لحماية المنتجات المعدنية من التآكل الكيميائي، ولا يزال بعضها يستخدم حتى اليوم: الطلاء بالدهون أو الزيت، وغيرها من المعادن التي تتآكل بدرجة أقل (الطريقة الأقدم، وهي أكثر من عمرها ألفي سنة، وهي تعليب (طلاء القصدير)).

حماية ضد التآكل مع الطلاءات غير المعدنية

الطلاءات غير المعدنية - تشكل الدهانات (الألكيد والزيت والمينا) والورنيشات (الاصطناعية والقار والقطران) والبوليمرات طبقة واقية على سطح المعادن، مما يمنع (في حالة سليمة) الاتصال بالبيئة الخارجية والرطوبة.

تتمثل ميزة استخدام الدهانات والورنيش في إمكانية تطبيق هذه الطلاءات الواقية مباشرة في موقع التركيب والبناء. إن طرق تطبيق الدهانات والورنيشات بسيطة وقابلة للميكنة، ويمكن استعادة الطلاءات التالفة "على الفور" - أثناء التشغيل، وهذه المواد لها تكلفة منخفضة نسبيًا واستهلاكها لكل وحدة مساحة صغير. ومع ذلك، فإن فعاليتها تعتمد على الامتثال لعدة شروط: الامتثال للظروف المناخية التي سيتم فيها تشغيل الهيكل المعدني؛ الحاجة إلى استخدام الدهانات والورنيشات عالية الجودة بشكل حصري؛ التقيد الصارم بتكنولوجيا التطبيق على الأسطح المعدنية. من الأفضل تطبيق الدهانات والورنيشات في عدة طبقات - حيث ستوفر كميتها حماية أفضل ضد العوامل الجوية على السطح المعدني.

يمكن أن تعمل البوليمرات - راتنجات الإيبوكسي والبوليسترين والبولي فينيل كلورايد والبولي إيثيلين - كطبقات واقية ضد التآكل. في أعمال البناء، يتم طلاء الأجزاء المدمجة من الخرسانة المسلحة بطبقات مصنوعة من خليط من الأسمنت والبيركلوروفينيل والأسمنت والبوليسترين.

حماية الحديد من التآكل بطبقات المعادن الأخرى

هناك نوعان من الطلاءات المثبطة للمعادن - الطلاء الواقي (طلاء الزنك والألومنيوم والكادميوم) والمقاوم للتآكل (طلاء الفضة والنحاس والنيكل والكروم والرصاص). يتم تطبيق المثبطات كيميائيًا: المجموعة الأولى من المعادن لديها قدر أكبر من السالبية الكهربية مقارنة بالحديد، والثانية لديها قدر أكبر من السالبية الكهربية. الأكثر انتشارا في حياتنا اليومية هي الطلاءات المعدنية من الحديد مع القصدير (صفيح، علب منه) والزنك (الحديد المجلفن - التسقيف)، والتي يتم الحصول عليها عن طريق سحب صفائح الحديد من خلال ذوبان أحد هذه المعادن.

غالبًا ما تكون تركيبات الحديد الزهر والصلب، وكذلك أنابيب المياه مجلفنة - تزيد هذه العملية بشكل كبير من مقاومتها للتآكل، ولكن فقط في الماء البارد (عند توفير الماء الساخن، تتآكل الأنابيب المجلفنة بشكل أسرع من الأنابيب غير المجلفنة). على الرغم من فعالية الجلفنة، إلا أنها لا توفر حماية مثالية - غالبًا ما يحتوي طلاء الزنك على شقوق، والتي يتطلب التخلص منها طلاء النيكل الأولي للأسطح المعدنية (طلاء النيكل). لا تسمح طبقات الزنك بتطبيق مواد الطلاء والورنيش عليها - فلا يوجد طلاء ثابت.

أفضل حل للحماية ضد التآكل هو طلاء الألومنيوم. يتمتع هذا المعدن بثقل نوعي أقل، مما يعني أنه يستهلك أقل، ويمكن طلاء الأسطح بالألمنيوم وستكون طبقة الطلاء مستقرة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن طلاء الألومنيوم أكثر مقاومة للبيئات العدوانية من الطلاء المجلفن. إن عملية الألمنيوم ليست شائعة جدًا نظرًا لصعوبة تطبيق هذا الطلاء على الصفائح المعدنية - فالألومنيوم في الحالة المنصهرة يكون شديد العدوانية تجاه المعادن الأخرى (ولهذا السبب، لا يمكن الاحتفاظ بالألمنيوم المنصهر في حمام فولاذي). ربما سيتم حل هذه المشكلة بالكامل في المستقبل القريب جدًا - فقد اكتشف العلماء الروس طريقة أصلية لإجراء عملية الألمنيوم. إن جوهر التطوير ليس غمر صفائح الفولاذ في الألومنيوم المنصهر، ولكن رفع الألومنيوم السائل إلى صفائح الفولاذ.

زيادة مقاومة التآكل عن طريق إضافة إضافات صناعة السبائك إلى سبائك الصلب

إن إدخال الكروم والتيتانيوم والمنغنيز والنيكل والنحاس في سبائك الفولاذ يجعل من الممكن الحصول على سبائك فولاذية ذات خصائص عالية مضادة للتآكل. يتم إعطاء سبائك الفولاذ مقاومة خاصة بسبب النسبة الكبيرة من الكروم، والتي يتم من خلالها تشكيل طبقة أكسيد عالية الكثافة على سطح الهياكل. إن إدخال النحاس في تركيبة الفولاذ منخفض السبائك والكربون (من 0.2٪ إلى 0.5٪) يجعل من الممكن زيادة مقاومتها للتآكل بمقدار 1.5-2 مرة. يتم إدخال إضافات صناعة السبائك في تركيبة الفولاذ وفقًا لقاعدة تامان: يتم تحقيق مقاومة عالية للتآكل عندما يكون هناك ذرة واحدة من معدن السبائك لكل ثماني ذرات حديد.

تدابير لمواجهة التآكل الكهروكيميائي

للحد منه، من الضروري تقليل نشاط التآكل في البيئة عن طريق إدخال مثبطات غير معدنية وتقليل عدد المكونات التي يمكن أن تبدأ التفاعل الكهروكيميائي. ستعمل هذه الطريقة على تقليل حموضة التربة والمحاليل المائية الملامسة للمعادن. للحد من تآكل الحديد (سبائكه)، وكذلك النحاس والنحاس والرصاص والزنك، من الضروري إزالة ثاني أكسيد الكربون والأكسجين من المحاليل المائية. تقوم صناعة الطاقة الكهربائية بإزالة الكلوريدات من الماء التي يمكن أن تؤثر على التآكل الموضعي. عن طريق تكسير التربة يمكنك تقليل حموضتها.

الحماية الحالية الضالة

من الممكن تقليل التآكل الكهربائي للاتصالات تحت الأرض والهياكل المعدنية المدفونة باتباع عدة قواعد:

• يجب أن يكون قسم الهيكل الذي يعمل كمصدر للتيار الشارد متصلاً بموصل معدني بسكة الترام؛
• يجب أن تقع مسارات شبكة التدفئة على أقصى مسافة من طرق السكك الحديدية التي تسير عبرها المركبات الكهربائية، مما يقلل من عدد تقاطعاتها؛
• استخدام دعامات الأنابيب العازلة كهربائياً لزيادة مقاومة الانتقال بين التربة وخطوط الأنابيب؛
• عند مدخلات الكائنات (المصادر المحتملة للتيارات الضالة)، من الضروري تثبيت الشفاه العازلة؛
• تركيب وصلات طولية موصلة على تركيبات الحافة ومفاصل تمدد الغدة لزيادة التوصيل الكهربائي الطولي على الجزء المحمي من خطوط الأنابيب؛
• من أجل معادلة إمكانات خطوط الأنابيب المتوازية، من الضروري تركيب وصلات كهربائية عرضية في المناطق المجاورة.

تتم حماية الأجسام المعدنية المجهزة بالعزل، وكذلك الهياكل الفولاذية الصغيرة، باستخدام واقي يعمل كأنود. المادة المستخدمة في الحامي هي أحد المعادن النشطة (الزنك والمغنيسيوم والألمنيوم وسبائكها) - وهي تتحمل معظم التآكل الكهروكيميائي، وتكسر الهيكل الرئيسي وتحافظ عليه. على سبيل المثال، يحمي أحد الأنودات المغنيسيوم 8 كيلومترات من خطوط الأنابيب.

رستم عبديوزانوف، خصيصًا لموقع rmnt.ru

لماذا يصدأ الحديد؟

إذا تركت جسماً حديدياً في مكان رطب ورطب لعدة أيام، فسوف يغطى بالصدأ، كما لو كان مطلياً بدهان محمر.

ما هو الصدأ؟ لماذا يتشكل على الأجسام الحديدية والفولاذية؟ الصدأ هو أكسيد الحديد. ويتكون نتيجة "احتراق" الحديد عند اتحاده مع الأكسجين المذاب في الماء.

وهذا يعني أنه في غياب الرطوبة والماء في الهواء، لا يوجد أكسجين مذاب في الماء على الإطلاق ولا يتشكل الصدأ.

إذا أصابت قطرة المطر سطحاً حديدياً لامعاً، فإنها تظل شفافة لفترة قصيرة من الزمن. ويبدأ الحديد والأكسجين الموجود في الماء بالتفاعل ويشكلان أكسيدًا، أي الصدأ، داخل القطرة. يتحول لون الماء إلى اللون الأحمر ويطفو الصدأ في الماء على شكل جزيئات صغيرة. وعندما تتبخر القطرة يبقى الصدأ مكونًا طبقة حمراء على سطح الحديد.

إذا ظهر الصدأ بالفعل، فسوف ينمو في الهواء الجاف. يحدث هذا لأن بقعة الصدأ المسامية تمتص الرطوبة الموجودة في الهواء - فهي تجذبها وتحتفظ بها. ولهذا السبب فإن منع الصدأ أسهل من إيقافه بمجرد ظهوره. تعتبر مشكلة منع الصدأ مهمة للغاية، حيث يجب تخزين منتجات الحديد والصلب لفترة طويلة. في بعض الأحيان يتم تغطيتها بطبقة من الطلاء أو البلاستيك. ماذا ستفعل لمنع السفن الحربية من الصدأ عندما لا تكون قيد الاستخدام؟ يتم حل هذه المشكلة بمساعدة امتصاص الرطوبة. تحل هذه الآليات محل الهواء الرطب في المقصورات بالهواء الجاف. لا يمكن أن يظهر الصدأ في مثل هذه الظروف!