जंग और विद्युत रासायनिक रोकथाम के तरीके

जंग रसायन विज्ञान के अध्ययन में, विशेष रूप से विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण विषय है, खासकर जब रासायनिक प्रतिक्रियाओं के समय के साथ प्रभावों पर चर्चा होती है। यह पाठ आपको जंग के मूलभूत सिद्धांतों, इसकी विद्युत रासायनिक प्रकृति, इसके प्राकृतिक रूप से होने वाले तरीके, और इसके प्रभावों को रोकने या कम करने के लिए उपयोग की जाने वाली विधियों के माध्यम से मार्गदर्शन करेगा। हम जटिल अवधारणाओं को सरल शब्दों में समझाने का प्रयास करेंगे ताकि बेहतर समझ हो सके।

जंग क्या है?

जंग एक प्राकृतिक प्रक्रिया है जो तत्त्वों, आमतौर पर धातुओं को, उनके पर्यावरण के साथ रासायनिक या विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से धीरे-धीरे नष्ट कर देती है। सबसे सामान्य उदाहरण लोहे का जंग लगना है। कल्पना करें कि बारिश में खुला छोड़ दिया गया लोहे का एक टुकड़ा; समय के साथ यह रंग बदलता है और कमजोर हो जाता है - इसे जंग लगना कहा जाता है।

रासायनिक रूप से, जंग को ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के रूप में समझा जा सकता है जिसमें धातु परमाणु इलेक्ट्रॉन खोते हैं और धातु आयनों में बदल जाते हैं। ऐसे प्रतिक्रिया के एक उदाहरण में जब लोहा ऑक्सीजन के साथ पानी की उपस्थिति में प्रतिक्रिया करता है:

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O → 4Fe(OH) 3

उत्पाद, लोहा (III) हाइड्रॉक्साइड, ऑक्सीजन के साथ आगे प्रतिक्रिया करता है और हायड्रेटेड लोहे का (III) ऑक्साइड, जो जंग है।

जंग की विद्युत रासायनिक प्रकृति

जंग एक रासायनिक प्रतिक्रिया मात्र नहीं है, बल्कि एक विद्युत रासायनिक प्रक्रिया भी है। आइए इसे चरणों में तोड़ते हैं ताकि समझा जा सके कि विद्युत रसायन शास्त्र जंग में किस प्रकार भूमिका निभाता है।

चरण 1: अनुरोध प्रतिक्रिया

एनोड पर, लोहा इलेक्ट्रॉनों को खोता है और पानी में घुलकर फेरस आयनों का निर्माण करता है:

Fe → Fe 2+ + 2e -

चरण 2: केथोडिक प्रतिक्रिया

मुक्त इलेक्ट्रॉन कैथोड क्षेत्र में चले जाते हैं, जहां न्यूनीकरण प्रतिक्रिया होती है। सामान्यतः, जल की उपस्थिति में ऑक्सीजन एक ऑक्सीकारक एजेंट के रूप में कार्य करता है:

O 2 + 4e - + 2H 2 O → 4OH -

समग्र प्रतिक्रिया

दोनों अनुरोध और केथोडिक प्रतिक्रिया को मिलाकर, हमें समग्र जंग प्रतिक्रिया मिलती है। धातु एनोड पर ऑक्सीकरण होती है, जबकि अधातु कैथोड पर अवनति होती है:

2Fe + O 2 + 4H 2 O → 2Fe(OH) 2

इस प्रक्रिया को प्रदर्शित करने के लिए एक सरल विद्युत रासायनिक सेल का उपयोग किया जा सकता है।

_O2एनोडकैथोड

जंग को प्रभावित करने वाले कारक

कई कारक जंग की दर और विस्तार को प्रभावित करते हैं, जिनमें शामिल हैं:

• धातु की प्रकृति: लोहा जैसी धातुएँ सोना या प्लेटिनम जैसी धातुओं की तुलना में अधिक आसानी से जंग खाती हैं।
• पर्यावरण: नमी और ऑक्सीजन-समृद्ध वातावरण तेजी से जंग को बढ़ावा देते हैं।
• विद्युत अपघट्ट की उपस्थिति: नमक जैसी वस्तुएँ जंग की प्रक्रिया को गति देती हैं।
• तापमान: उच्च तापमान आमतौर पर जंग की दर को बढ़ा देते हैं।

जंग रोकथाम

हालांकि कुछ सामग्री के लिए जंग अपरिहार्य है, विभिन्न विद्युत रासायनिक तरीके इसका गति धीमा करने या इसे रोकने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं।

1. धातु की सतह पर कोटिंग लगाना

एक सबसे सरल तरीका यह है कि धातु की सतह पर कोटिंग लगाई जाए ताकि इसे सीधा संक्षारक वातावरण से बचाया जाए। सामान्य कोटिंग में पेंट, प्लास्टिक, या जैसे धातुओं की कोटिंग लगाना शामिल होता है जैसे कि जस्ता या परमाण्विटर, जिसे गैल्वेनाइजेशन कहते हैं।

2. कैथोडिक सुरक्षा

इस तरीके में, जिस धातु को संरक्षित किया जाना है, उसे विद्युत रासायनिक सेल का कैथोड बना दिया जाता है। एक अधिक आसानी से जंग खाता "बलिदान एनोड" (जैसे कि जस्ता या मैग्नीशियम) सीधे धातु के संपर्क में रखा जाता है। बलिदान एनोड संरक्षित धातु के बजाय जंग खाता है। यह तरीका पाइपलाइन और जहाजों में व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाता है।

कैथोडिक सुरक्षा का एक सामान्य उदाहरण भूमिगत पाइपलाइनों में जंग को रोकना है:

3. अनुरोध रक्षा

अनुरोध रक्षा कैथोडिक सुरक्षा का विपरीत है। इस तरीके में, जिस धातु को संरक्षित किया जाना है, उसे अनुरोध बना दिया जाता है। यह विद्युत रासायनिक श्रृंखला में अधिक सभ्य धातु से जोड़कर या एक बाहरी निरंतर धारा विद्युत स्रोत का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। यह तरीका उन धातुओं के लिए उपयुक्त है जैसे कि स्टेनलेस स्टील एसिड प्लांट्स जैसे वातावरण में।

वास्तविक जीवन में विद्युत रासायनिक तरीके

बहुत से उदाहरण हैं जहां विद्युत रासायनिक तरीके दैनिक जीवन में जंग को रोकते हैं:

• ऑटोमोबाइल: गैल्वेनाइजेशन का उपयोग अक्सर वाहनों में उन्हें जंग से बचाने के लिए किया जाता है।
• संरचनात्मक इस्पात: विद्युत रासायनिक सुरक्षा का उपयोग बड़े भवनों में स्थायित्व बनाए रखने के लिए किया जाता है।
• समुद्री उद्योग: जहाजों और पनडुब्बियों को बलिदान एनोड्स के माध्यम से जंग से बचाया जाता है।

निष्कर्ष

धातु संरचनाओं और वस्तुओं के जीवन को संरक्षित करने में जंग एक निरंतर चुनौती है। इसकी विद्युत रासायनिक प्रकृति को समझना और उचित रोकथाम तकनीकों को अपनाना महत्वपूर्ण है। चर्चा किए गए तरीके जंग को प्रबंधित करने के बारे में मूल्यवान जानकारी प्रदान करते हैं, जिससे धातु उत्पादों के जीवन और सेवा का विस्तार होता है।

कोटिंग्स, कैथोडिक और अनुरोध सुरक्षा को शामिल करके, हम जंग के हानिकारक प्रभावों को कम कर सकते हैं, जो विभिन्न पहलुओं में मानव जीवन के स्थायित्व में बेहतर उपयोग की संभावना की ओर जाता है।

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