5. Korroosio

Monet metallit reagoivat ympäristön aineiden kanssa, jolloin niiden kemiallinen koostumus muuttuu. Kovasta metallisesta raudasta tulee punertavaa ruostetta, joka murenee helposti.

Metallien korroosiota voidaan käyttää myös tarkoituksenmukaisesti ja esteettisesti. Esimerkiksi kupari saa hapettuessaan sille tunnusomaisen vihertävän sävyn. Korroosiota aiheuttavat happi sekä liikenteen ja teollisuuden päästöissä muodostuvat hiilen ja rikin oksidit ja vetysulfidi.

Korroosio alkaa yleensä metallin ja hapen reaktiolla, jolloin muodostuu metallioksidia. Metalli ja happi muodostavat sähkökemiallisen parin. Epäjalosta metallista tulee parin negatiivinen elektrodi ja hapesta positiivinen. Metallioksidi reagoi ympäristössä olevien muiden aineiden kanssa ja tuottaa uusia reaktiotuotteita. Ne edistävät metallin korroosiota entisestään. Suolapitoinen vesi edistää korroosiota, koska suola parantaa veden sähkönjohtavuutta. Kahden eri metallin koskettaessa toisiaan voi tapahtua korroosiota.

Metallin pinnalle muodostuva oksidikerros voi myös suojata metallia. Raudalle ei tapahtu näin, vaan ruoste on huokoista ja ruostuminen etenee metallissa yhä laajemmalle ja syvemmälle, kunnes koko kappale on täysin ruostunut. Alumiinin ja sinkin pintaan muodostuu tiivis oksidikerros, ja alun hapettumisen jälkeen prosessi pysähtyy.



Korroosio voidaan estää estämällä hapen pääsy metallin pinnalle tai pitämällä metalli kuivana. Kuivissa olosuhteissa puuttuu sähkökemiallisen reaktion edellyttämä elektrolyytti. Korroosiota voidaan ehkäistä maalaamalla, galvanoimalla, käyttämällä metalliseosta puhtaan metallin sijaan ja käyttämällä uhrimetallia. Maalaamalla tai lakkaamalla pinta ruosteenestomaalilla estetään ilmassa ja vedessä olevan hapen reaktio metallin kanssa. Galvanoimisessa metalli päällystetään epäjalommalla metallilla.


Esimerkiksi rautanaulat sinkitään, jotta raudan sijaan sinkki hapettuisi. Rauta pysyy muuttumattomana niin kauan kun sinkkiä on jäljellä. Puhtaan raudan ja teräksen sijaan käytetään ruostumatonta terästä. Ruostumaton teräs sisältää kromia ja nikkeliä. Ne reagoivat hapen kanssa ja muodostavat suojaavan oksidikerroksen. Suojattava metalli voidaan liittää johtimella epäjalompaan metalliin. Uhrimetallina toimiva epäjalompi metalli hapettuu ja suojattava metalli säilyy muuttumattomana. Uhrimetallipalat pitää uusia säännöllisin väliajoin.



Maahan upotettu raudasta valmistettu säiliö on kytketty johdolla epäjalompaan metalliin (magnesiumia). Magnesium toimii uhrimetallina ja hapettuu sen sijaan, että metallisäiliössä oleva rauta hapettuisi.