ทำไมเหล็กกล้าคาร์บอนถึงเกิดสนิม

เหล็กกล้าคาร์บอนเกิดสนิมสาเหตุหลักมาจากปริมาณธาตุเหล็กและการสัมผัสกับออกซิเจนและความชื้น เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นโลหะผสมของเหล็กและคาร์บอน โดยมีองค์ประกอบอื่นๆ อีกเล็กน้อย เมื่อสัมผัสกับสภาพบรรยากาศ เช่น อากาศชื้นหรือน้ำ จะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างเหล็ก ออกซิเจน และน้ำ จนเกิดเป็นเหล็กออกไซด์ หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าสนิม

กระบวนการเกิดสนิมสามารถอธิบายได้หลายขั้นตอน:

การก่อตัวของเหล็กออกไซด์:เหล็ก (Fe) ในเหล็กกล้าคาร์บอนทำปฏิกิริยากับออกซิเจน (O2) จากอากาศเพื่อสร้างเหล็กออกไซด์ (Fe2O3 หรือ Fe3O4) กระบวนการนี้เรียกว่าออกซิเดชัน

การปรากฏตัวของความชื้น:การมีอยู่ของน้ำ (H2O) หรือความชื้นเป็นสิ่งสำคัญสำหรับกระบวนการเกิดสนิม น้ำช่วยเร่งปฏิกิริยาระหว่างเหล็กกับออกซิเจน ทำให้เกิดสนิมได้รวดเร็วยิ่งขึ้น

กระบวนการเคมีไฟฟ้า:กระบวนการเกิดสนิมก็เป็นปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าเช่นกัน เหล็กในเหล็กกล้าคาร์บอนถือได้ว่าเป็นขั้วบวก ในขณะที่ออกซิเจนและน้ำทำหน้าที่เป็นแคโทด อิเล็กตรอนไหลจากแอโนด (เหล็ก) ไปยังแคโทด (ออกซิเจนและน้ำ) ทำให้เหล็กสูญเสียอิเล็กตรอนและก่อตัวเป็นไอออนของเหล็ก (Fe2+ หรือ Fe3+) ไอออนของเหล็กเหล่านี้จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและน้ำทำให้เกิดสนิม

การเจริญเติบโตของสนิม:ชั้นสนิมยังคงเติบโตและแพร่กระจายบนพื้นผิวของเหล็กกล้าคาร์บอนตราบใดที่ยังมีออกซิเจน น้ำ และเหล็กอย่างต่อเนื่อง