سوال خیلی از افراد حتی متخصص در زمینه فلزات این است که چه فلزاتی زنگ میزنند؟ فلزاتی که در ترکیب شیمیایی خود حاوی آهن باشند، در آنها زنگزدگی رخ می‌دهد. اما فلزاتی که حاوی آهن نیستند، هرگز در مجاورت هوا یا آب، زنگ نمی‌زنند. به طور مثال می‌توان به فلزات گرانبها مانند نقره، طلا به همراه فلزاتی مانند آلومینیوم، پلاتین و مس اشاره کرد. با این حال، فلزاتی که حاوی آهن نیستند، در برخی موارد میتوانند دچار خوردگی یا تغییر رنگ شوند. در این مقاله به فلزاتی که زنگ میزنند و فلزاتی که احتمال خوردگی و تغییر رنگ در آنها وجود دارد می‌پردازیم. برای خواندن ادامه مطلب، مجله کارآهن را دنبال کنید.
زنگزدگی چیست؟
زنگزدگی که معمولا به آن اکسیداسیون می‌گویند، زمانی رخ می‌دهد که آلیاژهای فلزی حاوی آهن مانند فولاد برای مدت طولانی در معرض اکسیژن و آب قرار گیرند. همچنین زنگزدگی زمانی ایجاد می‌شود که آهن تحت فرآیند اکسیداسیون قرار می‌گیرد اما همه اکسیداسیون‌ها منجر به زنگ نمی‌شوند. چه فلزاتی زنگ میزنند؟ همانطور که قبلا گفته شد، فقط آهن یا آلیاژهایی که حاوی آهن هستند میتوانند زنگ بزنند اما خوردگی در سایر فلزات به روشی مشابه صورت می‌گیرد.
بیشتر بخوانید: آیا فولاد زنگ میزند؟ علت زنگ زدن فولاد چیست؟
| جدول زنگ زدگی فلزات | |
| فلزاتی که زنگ میزنند | فلزات حاوی آهن |
| فلزاتی که زنگ نمی‌زنند | مس، سرب، روی، آلومینیوم، پلاتین و فلزات گرانبها مانند نقره و طلا |
خوردگی چیست؟
در ادامه بررسی چه فلزاتی زنگ میزنند، به خوردگی می‌پردازیم. خوردگی زمانی اتفاق می‌افتد که عنصری به راحتی الکترون‌های خود را از دست می‌دهد (مانند برخی فلزات) و با عنصری که الکترون‌های اضافی (اکسیژن) را جذب می‌کند، ترکیب می‌شود؛ سپس با محلول الکترولیت (آب) تماس پیدا می‌کند.
وظیفه آب در فرآیند خوردگی تسریع جریان الکترون‌ها از فلز به اکسیژن است. این فرآیند را واکنش ردوکس می‌نامند که در واقع دو فرآیند شیمیایی است که همزمان اتفاق می‌افتد: واکنش اکسایش کاهش (ردوکس) و اکسیداسیون.
واکنش اکسایش کاهش (ردوکس) چیست؟
واکنش اکسایش کاهش، یک نوع واکنش شیمیایی است. این نوع واکنش شیمیایی زمانی رخ می‌دهد که یک مولکول یک الکترون به دست می‌آورد. ردوکس نقش اکسیژن را در خوردگی فلز ایفا می‌کند.
اکسیداسیون چیست؟
اکسیداسیون برعکس واکنش اکسایش کاهش (ردوکس) است؛ زیرا یک نوع واکنش شیمیایی است که با از دست دادن یک الکترون توسط یک مولکول، رخ می‌دهد. زنگزدگی و پتینه (رنگ سبز کدر یا کثیف) مس نتایج قابل مشاهده از دست دادن الکترون‌های فلزات در هوا است.
چه فلزاتی زنگ میزنند؟
از نظر فنی، فقط آهن و آلیاژهای حاوی آهن میتوانند زنگ بزنند. سایر فلزات، از جمله فلزات گرانبها مانند طلا و نقره، میتوانند به روشی مشابه خورده شوند. چیزی که فلزات گرانبها را متمایز می‌کند، مدت زمانی است که طول می‌کشد تا شروع به زنگ زدن یا خوردگی کنند.
در ادامه به چند مورد از رایج‌ترین فلزات و نحوه مقاومت آنها در برابر زنگزدگی و خوردگی اشاره می‌کنیم:
۱- آیا مس زنگ میزند؟
چه فلزاتی زنگ میزنند؟ مس زنگ نمیزند، اما خورده می‌شود. مس به طور طبیعی قهوه‌ای است و با خوردگی به رنگ سبز روشن در می‌آید. در حالی که برخی واکنش مس را به جای اکسید شدن تحت عنوان کدر می‌دانند.
در یک محیط طبیعی، مس تمایلی به خوردگی ندارد. نوع خوردگی که در نهایت لوله‌های مسی آشامیدنی را می‌شکند، خوردگی فرسایشی نامیده می‌شود و تنها به دلیل قرار گرفتن در معرض آب جاری و متلاطم در مدت زمان طولانی رخ می‌دهد. «پتینه» سبز که معمولا روی سکه‌های قدیمی مسی دیده می‌شود، در واقع تا ۲۰ سال طول می‌کشد تا کاملا شکل بگیرد.
مس یکی از معدود فلزاتی است که به طور طبیعی تحت عنوان یک فلز قابل استفاده مستقیم به جای استخراج از سنگ معدن وجود دارد (اگرچه می‌توان آن را به روش های دیگری نیز به دست آورد). این واقعیت که مس بسیار نرم و کار با آن آسان است، باعث شد که یکی از اولین فلزاتی باشد که مردم در تاریخ بشر با آن کار کنند. در واقع مس آنقدر بزرگ بود که ما در واقع دورهای در تاریخ به نام عصر مس داریم.
مس رسانای گرما و الکتریسیته است؛ به همین دلیل معمولا در سیم کشی‌های برق استفاده می‌شود. همچنین این فلز واکنش‌پذیری بسیار پایینی نسبت به به اسیدها، آب و … دارد. به دلیل واکنش‌پذیری کم، آلیاژ خاصی از مس (۹۰ درصد مس و ۱۰ درصد نیکل) برای قطعات قایقهایی که در معرض آب دریا قرار می‌گیرند یا به عنوان لوله‌های انتقال آب آشامیدنی استفاده می‌شود.
اگر به اطراف خانه یا ساختمان خود نگاهی بیندازید، متوجه خواهید شد که بسیاری از لوازم خانگی شما از لوله‌های مسی برای ورود یا خروج آب استفاده می‌کنند. طبق گفته وزارت مسکن و شهرسازی ایران، متوسط لوله مسی آب باید ۵۰ تا ۷۰ سال عمر کند.
بیشتر بخوانید: لوله مسی چیست؟ انواع و کاربرد آن
۲- آیا آهن زنگ میزند؟
بله. چه فلزاتی زنگ میزنند؟ به یاد داشته باشید که از نظر فنی فقط آهن و آلیاژهای حاوی آهن میتوانند زنگ بزنند. در مقایسه با خوردگی فلزات دیگر، آهن نسبتا سریع زنگ میزند؛ به خصوص اگر در معرض آب و اکسیژن قرار گیرد. در واقع، هنگامی که آهن در معرض آب و اکسیژن قرار می‌گیرد، می‌تواند در عرض چند ساعت شروع به زنگ زدن کند.
همچنین اگر آهن در معرض دمای بالا قرار گیرد، به سرعت زنگ میزند. دماهای شدید میتوانند ترکیب شیمیایی فلز را تغییر دهند که آن را به شدت مستعد ترکیب مجدد با اکسیژن در محیط می‌کند.
از طرفی، فولاد ضد زنگ یا فولاد استنلس استیل و فولاد گالوانیزه نیزی به دلیل دارا بودن روکش روی، زنگ نمی‌زنند یا بهتر بگوییم دیرتر زنگ میزنند. وجود روکش روی بر روی فلزات حاوی آهن، فرآیند اکسیداسیون یا زنگزدگی را به تاخیر می‌اندازد.
۳- آیا آلومینیوم زنگ میزند؟
چه فلزاتی زنگ میزنند؟ آلومینیوم یکی از متداول‌ترین فلزات مورد استفاده در این سیاره است و مسلما علت شُهرت این فلز به دلیل عدم زنگزدگی است که دارد. از طرفی، فقط اکسیداسیون خاص آهن را زنگزدگی می‌گویند و در ساخت آلومینیوم از آهن استفاده نمی‌شود. با این حال، مانند تمام فلزات، آلومینیوم حساس به خوردگی است.
آلومینیوم از ماده معدنی به نام بوکسیت به دست می‌آید. بوکسیت معمولا در مناطق نیمه گرمسیری مانند آفریقا، هند غربی، آمریکای جنوبی و استرالیا یافت می‌شود؛ اگرچه ذخایر کوچکی در جاهای دیگر مانند اروپا، آسیا و خود ایران وجود دارد. استرالیا بزرگترین تولیدکننده بوکسیت است که حدود ۳۰ درصد از تولید مواد اولیه آلومینیوم جهان را تامین می‌کند.
بوکسیت سپس به اکسید آلومینیوم تبدیل می‌شود که فقط از اتم‌های آلومینیوم و اکسیژن به هم پیوند خورده است. سپس اکسید آلومینیوم دارای جریان الکتریکی است که اجزای مختلف را از یکدیگر جدا می‌کند. در نهایت حباب‌های اکسیژن تشکیل و قطرات آلومینیوم مذاب خالص در انتهای دیگر جمع میشوند. حدود ۴ تا ۵ تن بوکسیت به ۲ تن اکسید آلومینیوم تبدیل می‌شود که در نهایت ۱ تن آلومینیوم خالص تولید می‌کند.
چه فلزاتی زنگ میزنند؟ آلومینیوم بسیار کندتر از سایر فلزات مانند آهن خورده می‌شود. به گفته محققان دانشگاه استنفورد، دلیل اینکه آلومینیوم به راحتی فلزات دیگر خورده نمی‌شود، واکنش خاصی است که با آب دارد. به طور معمول، هنگامی که آب با فلز تماس پیدا می‌کند، فلز را تشویق می‌کند تا الکترون‌های خود را حتی سریعتر به اکسیژن اطراف بدهد. اما آلومینیوم واکنش خاصی به آب دارد. وقتی آب آلومینیوم را لمس می کند، اتم‌های آلومینیوم و اکسیژن (که در فلز وجود دارد – نه اکسیژن هوای اطراف آن) از یکدیگر دورتر میشوند.
آلومینیوم و آب تقریبا ۵۰ درصد دورتر از همدیگر نسبت به جایی که به هم برخورد کرده‌اند، می‌روند. این نوع واکنش دور شدن، ساختار مولکولی آلومینیوم را به اندازهای تغییر می‌دهد که از نظر شیمیایی بی‌اثر شود. به این معنی که به راحتی خورده نمی‌شود.
۴- آیا طلا زنگ میزند؟
چه فلزاتی زنگ میزنند؟ طلا به طور طبیعی در مجاورت آب و هوا، زنگ نمیزند اما به این معنا نیست که خورده نشوند. خوردگی در فلزاتی مانند طلا معمولا با تغییر رنگ رخ می‌دهد. بنابراین در پاسخ به این سوال که آیا طلا زنگ میزند با گفت که زنگزدگی طلا مانند آهن نیست.
۵- آیا نقره زنگ میزند؟
نقره نیز به مانند طلا و سایر فلزات گرانبها، هرگز زنگ نمیزند. زنگزدگی مخصوص فلزات حاوی آهن است. نقره به دلیل اینکه آهن در ترکیب شیمیایی خود ندارد، پس زنگزدگی هم ندارد اما در طولانی مدت ممکن است تیره یا تغییر رنگ بدهد.
۶- آیا پلاتین زنگ میزند؟
پلاتین جزو معدود فلزاتی است که هرگز اکسید نمی‌شود. حتی در بالاترین دما نیز اکسید پلاتین رخ نمی‌دهد. از طرفی در برابر انواع اسید هم مقاوم است و به راحتی خورده نمی‌شود. بنابراین پلاتین نه تغییر رنگ می‌دهد و نه زنگ میزند.
کدام عنصر به سختی زنگ میزند؟
چه فلزاتی زنگ میزنند؟ زنگزدگی یک نوع واکنش شیمیایی مخصوص فلزاتی است که مقداری آهن در ترکیب شیمیایی خود دارند. بنابراین تمام عناصر به جز آهن، به راحتی زنگ نمی‌زنند. اما اگر به دنبال پاسخ این پرسش هستید که کدام عنصر به سختی زنگ میزند، باید گفت که آلومینیوم و پلاتین تنها فلزاتی هستند که هرگز زنگ نمی‌زنند و خورده نمی‌شوند.
چگونه از زنگ زدن فلزات جلوگیری کنیم؟
چه فلزاتی زنگ میزنند؟ زنگزدگی یک واکنش شیمیایی طبیعی است. اگرچه برخی از فلزات سریعتر از سایرین زنگ میزنند، اما این نباید شما را از استفاده از آنها برای اهداف خاص منصرف کند. راه‌های زیادی برای جلوگیری از زنگ زدگی فلزات وجود دارد که از جمله می‌توان به رنگ‌ها و پوشش‌های فلزی، محلولهای ضد زنگ و آبکاری قلع اشاره کرد. در هر روش از ترکیبات و مواد مختلف برای ایجاد یک مانع محافظ بین فلز و عناصری که باعث زنگزدگی و خوردگی میشوند، استفاده گردد.
بیشتر بخوانید: استعلام قیمت و خرید آهن‌آلات از کارآهن
کلام آخر
در این مقاله به این سوال جواب دادیم که چه فلزاتی زنگ میزنند؟ در پایان به این نتیجه رسیدیم که فلزات حاوی آهن، مستعد زنگ زدگی هستند اما فلزاتی مانند آلومینیوم هرگز زنگ نمی‌زنند. حتی فلزاتی مانند مس، طلا و به طور کلی فلزات گرانبها نیز میتوانند به مرور زمان دچار خوردگی شوند اما خوردگی آنها از جنس زنگزدگی آلیاژ آهن نیست؛ بلکه سطح آن شروع به یک واکنش شیمیایی می‌کند که به پتینه سبز رنگ شناخته می‌شود. با این وجود، برای جلوگیری از زنگزدگی فلزات، باید از رنگ‌ها، پوشش ضد زنگ، روی و قلع استفاده کرد.
سوالات متداول
فلزاتی که حاوی آهن باشند، زنگ میزنند.
آلومینیوم هرگز زنگ نمیزند.
فلزات گرانبها و مس میتوانند دچار خوردگی شوند.
عمر معمول لوله مسی بین ۵۰ تا ۷۰ سال است.