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युद्ध
जंग एक प्राकृतिक प्रक्रिया है जिसमें धातु अपने पर्यावरण के साथ प्रतिक्रिया करते हुए खराब हो जाते हैं। यह प्रक्रिया विद्युत रासायनिक होती है, जिसका मतलब है कि इसमें धातु और इसके आस-पास के पर्यावरण के बीच इलेक्ट्रॉनों का आदान-प्रदान होता है। जंग धातु संरचना को कमजोर कर देता है और यह निर्माण से लेकर परिवहन तक के क्षेत्रों में एक महत्वपूर्ण चिंता का विषय है।
जंग की समझ
जंग को समझने के लिए, एक साधारण लोहे की कील को देखें जो हवा और आर्द्रता के संपर्क में आई हो। यह कील समय के साथ धीरे-धीरे जंग लग जाएगी। जंग लगना जंग का एक आम रूप है, जिसमें लोहा ऑक्सीजन और जलवाष्प के साथ प्रतिक्रिया करता है और लोहे का ऑक्साइड, एक लाल-भूरा यौगिक बनता है। लोहे के जंग लगने की मूल क्रिया इस प्रकार है:
4Fe + 3O 2 + 6H 2 O → 4Fe(OH) 3यह प्रतिक्रिया दिखाती है कि लोहा पानी की उपस्थिति में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है और हाइड्रेटेड लोहा(III) आक्साइड, जिसे आमतौर पर जंग के रूप में जाना जाता है, बनाता है।
जंग की विद्युत रासायनिक प्रकृति
जंग एक विद्युत रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें आमतौर पर एक रासायनिक कोशिका में एक धातु से एक गैर-धातु तक इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह होता है। इस प्रक्रिया के दौरान, धातु की सतह पर विभिन्न स्थानों में दो अर्ध-क्रियाएँ होती हैं, जिन्हें एनोडिक और कैथोडिक क्रियाओं के रूप में समझा जा सकता है।
एनोडिक प्रतिक्रिया
एनोडिक प्रतिक्रिया में धातु का ऑक्सीकरण होता है। लोहे के मामले में, एनोडिक प्रतिक्रिया इस प्रकार हो सकती है:
Fe → Fe 2+ + 2e -इस प्रतिक्रिया में, लौह परमाणु इलेक्ट्रॉनों को खोकर लौह आयनों का निर्माण करते हैं। ये इलेक्ट्रॉनों को आस-पास के वातावरण में जारी किया जाता है, जिससे आस-पास का क्षेत्र नकारात्मक रूप से चार्ज हो जाता है।
कैथोडिक प्रतिक्रिया
कैथोडिक साइट पर, अपचय होता है, जिसमें आमतौर पर एक गैर-धात्विक तत्व शामिल होता है। उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय ऑक्सीजन की उपस्थिति में, एनोडिक प्रतिक्रिया द्वारा जारी किए गए इलेक्ट्रॉनों को कैथोडिक साइट पर ऑक्सीजन को अपचय कर सकते हैं:
O 2 + 4H 2 O + 4e - → 4OH -इस अपचय प्रतिक्रिया में, ऑक्सीजन हाइड्रोक्साइड आयनों, OH -, में परिवर्तित हो जाता है, जो आगे लोहे के आयनों के साथ प्रतिक्रिया करके जंग बना सकता है।
जंग की प्रक्रिया
जंग की प्रक्रिया जटिल श्रृंखला की विद्युत रासायनिक क्रियाएँ शामिल हैं। धातु की सतह पर सूक्ष्मस्थलों पर एनोडिक और कैथोडिक क्रियाएँ हो सकती हैं। इन प्रक्रियाओं का स्पैटियल पृथक्करण महत्वपूर्ण होता है, क्योंकि इससे इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह बनाए रखने की स्थिति उत्पन्न होती है।
और स्पष्ट करने के लिए, निम्नलिखित चित्र पर विचार करें, जो एक जंग कोशिका में इलेक्ट्रॉनों के मूल प्रवाह को दिखाता है:
इस दृश्य में, एनोड (हरे में) धातु के विलयन का स्थल है, जबकि कैथोड (नारंगी में) वह स्थान है जहाँ अपचय होता है। इलेक्ट्रॉनों, विद्युत रासायनिक क्षमता अंतर के कारण, एनोड से कैथोड की ओर प्रवाहित होते हैं। यह प्रवाह समग्र जंग प्रक्रिया को बनाए रखता है।
जंग के प्रकार
जंग विभिन्न रूपों में प्रकट हो सकता है, जिनमें से प्रत्येक को विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों और सामग्री गुणों से प्रभावित किया जाता है। इन प्रकारों की समझ जंग को कम करने और प्रभावी रूप से रोकने में मदद करती है।
समान जंग
समान जंग धातु की उजागर सतह के समान रूप से होती है। यह जंग का सबसे आम रूप है और अक्सर अनुमान लगाने और प्रबंधित करने में सबसे आसान होता है। उदाहरण के लिए, एक लोहे के बाड़े का धीरे-धीरे जंग लगना समान जंग का एक मामला है।
गेल्वेनिक जंग
गेल्वेनिक जंग तब होती है जब दो विभिन्न धातुएं, विद्युत संपर्क में, एक इलेक्ट्रोलाइट के संपर्क में आती हैं। कम रासायनिक धातु (एनोड) तेजी से जंग खाती है जबकि अधिक रासायनिक धातु (कैथोड) धीमी गति से जंग खाती है। इस प्रकार का एक उदाहरण स्टील और तांबे की नलियों के संधि स्थल पर देखा जाता है।
पिटिंग जंग
पिटिंग जंग में धातु की सतह पर छोटे-छोटे छिद्रों या गड्ढों के रूप में स्थानीयकृत हमला होता है। यह प्रकार विशेष रूप से खतरनाक होता है क्योंकि यह कम समग्र धातु के नुकसान के साथ विफलता का कारण बन सकता है। यह क्लोराइड वातावरण में उजागर स्टेनलेस स्टील्स में आम है।
क्रेवीस जंग
क्रेवीस जंग संकीर्ण स्थानों में होती है जहाँ स्थिर समाधान मौजूद होता है। तंग जोड़ों, ओवरलैप और सतही जमा इस प्रकार के जंग के लिए क्लासिक स्थल हैं, जो अक्सर स्टेनलेस स्टील्स और एल्यूमीनियम मिश्रधातु को प्रभावित करते हैं।
इंटरग्रेन्युलर जंग
इंटरग्रेन्युलर जंग धातुओं के अनाज सीमाओं पर हमला करता है। यह स्टेनलेस स्टील में हो सकता है जो गलत तरीके से गर्म किया जाता है, जिससे क्रोमियम कार्बाइड की प्रबलता होती है जो आसपास के अनाजों से क्रोमियम को समाप्त कर देता है, जिससे वे जंग के लिए संवेदनशील हो जाते हैं।
तनाव जंग क्रैकिंग (SSC)
SSC जंग के वातावरण में दरारों की वृद्धि है, जिसे तन्य तनाव द्वारा बढ़ा दिया जाता है। यह एक खतरनाक रूप है क्योंकि यह सामग्री का अप्रत्याशित और अचानक विफलता का कारण बन सकता है। स्टेनलेस स्टील विशेष रूप से क्लोराइड वातावरण में SSC के प्रति संवेदनशील होते हैं।
जंग नियंत्रण के तरीके
जंग की प्रक्रियाओं और प्रकारों की समझ से प्रभावी नियंत्रण रणनीतियाँ विकसित करने में मदद मिलती है। बहot से तरीके ऐसे डिज़ाइन किए गए हैं जो विभिन्न अनुप्रयोगों में जंग को कम या रोकते हैं।
सामग्री का चयन
जंग को नियंत्रित करने का एक मुख्य तरीका इसे स्वाभाविक रूप से जंग-प्रतिरोधी वातावरण में चयनित करना है। स्टेनलेस स्टील और गैर-धातु पदार्थ जैसे प्लास्टिक और सिरेमिक उनके जंग-प्रतिरोधी गुणों के लिए चुने गए हैं।
संरक्षण कोटिंग्स
धातु की सतहों पर सुरक्षा कोटिंग्स जैसे पेंट या प्लेटिंग लगाने से उन्हें जंग परिस्थितियों के प्रत्यक्ष संपर्क से बचाया जाता है। ये कोटिंग्स एक भौतिक अवरोध पैदा करते हैं जो ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं को धीमा कर देता है।
कैथोडिक प्रोटेक्शन
कैथोडिक प्रोटेक्शन तकनीकों में एक धातु को एक विद्युत रासायनिक कोशिका का कैथोड बनाने के लिए इसे एक जंग युक्त "बलिदानिक" एनोड से जोड़ना शामिल है। एक आम उदाहरण जिंक एनोड्स को पानी में डूबे स्टील संरचनाओं से जोड़ना है।
पर्यावरण नियंत्रण
आर्द्रता, तापमान और जंग उत्प्रेरण एजेंटों के संपर्क जैसी पर्यावरणीय कारकों को नियंत्रित करके, जंग को महान हद तक धीमा किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, आर्द्रता नियंत्रण धातु उत्पादों के भंडारण और पैकेजिंग में महत्वपूर्ण होता है।
निष्कर्ष
जंग एक अपरिहार्य प्राकृतिक प्रक्रिया है जो विभिन्न विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से धातुओं को प्रभावित करती है। जंग की जटिलता को समझने के लिए सामग्री और पर्यावरण की गहरी समझ आवश्यक है। वैज्ञानिक सिद्धांतों को लागू करने, उपयुक्त संरचनाओं को डिजाइन करने और निवारक तकनीकों का उपयोग करके, जंग के प्रभाव को कम किया जा सकता है, जिससे धातु प्रणालियों की सुरक्षा, दीर्घायु और कार्यशीलता सुनिश्चित होती है।
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