فيديو السؤال: تحديد الاختلافات بين أكسدة الحديد والألومنيوم الكيمياء

نسخة الفيديو النصية

لماذا يؤثر الصدأ على الحديد أكثر من الألومنيوم؟ أ: الألومنيوم أقل نشاطًا من الحديد. ب: الألومنيوم محمي بطبقة سطحية من الأكسيد. ج: يرتبط الألومنيوم بالماء ارتباطًا أضعف. د: أكاسيد الألومنيوم أقل قابلية للذوبان من أكاسيد الحديد. هـ: أكاسيد الألومنيوم أقل استقرارًا من أكاسيد الحديد.

دعونا نبدأ بتناول عملية الصدأ والتعرف على كيفية ارتباطها بالحديد.

الصدأ هو أحد أنواع التآكل التي تؤثر على الحديد وبعض السبائك التي تحتوي على الحديد. يحدث الصدأ عند تعرض الحديد للأكسجين والماء. ويتسبب الصدأ في تكون مادة الصدأ، والاسم الكيميائي لها هو أكسيد الحديد الثلاثي المماه. الحديد فلز قوي ومتين، لكن عندما يتكون الصدأ عليه، فإنه يؤثر عليه سلبًا؛ مما يجعل قطعة الحديد ضعيفة وهشة. ويرجع ذلك إلى الخواص الفيزيائية للصدأ.

يميل الصدأ إلى التقشر عن سطح الفلز. وعندما يتقشر الصدأ، يمكن أن يعرض مزيدًا من الفلز الموجود تحته للأكسجين والماء؛ مما يتسبب في صدأ هذا الجزء من الفلز أيضًا. كما يمكن أن يتقشر الصدأ عن سطح الفلز مرة أخرى، مما يعرض مزيدًا من الفلز للأكسجين والماء. وهكذا، يتكرر النمط، ويمكن أن يتسبب في تحلل الفلز بمرور الوقت.

بالإضافة إلى ذلك، يكون حجم الصدأ أكبر من حجم كتلة الحديد نفسه؛ ومن ثم يتمدد الحديد عندما يصدأ. وقد يتسبب الجزء الحديدي الذي يتمدد عند الصدأ في تلف الأجزاء المحيطة.

دعونا الآن نستعرض تآكل الألومنيوم. يتآكل الألومنيوم في وجود الأكسجين؛ ومن ثم يتكون أكسيد الألومنيوم. يكون أكسيد الألومنيوم طبقة واقية على الألومنيوم، ولا تتشقق بسهولة. وتتكون طبقة الأكسيد الموجودة على الألومنيوم بسرعة كبيرة؛ مما يؤدي إلى تغليف الألومنيوم إذا تعرض السطح للخدش أو التقشير. وهذا يحول دون حدوث مزيد من التآكل أو التفاعلات الكيميائية الأخرى.

علاوة على ذلك، فإن أكسيد الألومنيوم والألومنيوم لهما أحجام متشابهة أكثر وذلك على العكس من الحديد والصدأ، ما يعني أنه عند تآكل الألومنيوم، لن يحدث أي ضرر للأجزاء المحيطة بسبب التمدد الناتج عن التآكل.

إذا طبقنا ما فهمناه على الخيارات الواردة في هذا السؤال، فسنلاحظ أن الإجابة الصحيحة للسؤال: «لماذا يؤثر الصدأ على الحديد أكثر من الألومنيوم؟» هي الخيار ب؛ الألومنيوم محمي بطبقة سطحية من الأكسيد.