【प्रतिदिन एक प्रश्न】12.20 धातुओं के क्षय को प्रभावित करने वाले कारक (उत्तर देने पर +3 अंक; सही उत्तर देने पर अतिरिक्त +3-8 अंक)
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इस पोस्ट को अंतिम बार lzy4225925 द्वारा 2016-1-2 को 10:58 बजे संपादित किया गया।प्रश्न: संक्षिप्त उत्तर दीजिए – धातुओं के क्षय को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक कौन-से हैं? 1. धातुओं एवं मिश्रधातुओं की संरचना का प्रभाव: धातुओं में मौजूद अशुद्धियाँ धातु के क्षय को तेज कर देती हैं; सल्फर, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन जैसी अशुद्धियाँ धातु की सतह पर मौजूद सुरक्षात्मक परत को नष्ट कर देती हैं। मिश्रधातुओं के क्षय की दर, उनमें मौजूद तत्वों की मात्रा से सीधे संबंधित होती है। उदाहरण के लिए, Fe-Cr मिश्रधातु में, Cr की मात्रा बढ़ने पर मिश्रधातु की क्षय-प्रतिरोधक क्षमता में वृद्धि हो जाती है। ； 2. विरूपण एवं तनाव का प्रभाव: ठंडी/गर्म प्रक्रियाओं के कारण उत्पन्न होने वाला अधिक आंतरिक तनाव, जंग लगने की प्रक्रिया को तेज कर देता है। सल्फाइड ऑफ हाइड्रोजन जैसे पदार्थों की उपस्थिति में तो यह तनाव जंग लगने का कारण बन जाता है।
3. माध्यम की सामग्री एवं सांद्रता का प्रभाव: आम धातुओं की जंग लगने वाले माध्यमों के प्रति कुछ सीमाएँ होती हैं। उदाहरण के लिए, कार्बन स्टील पतले हाइड्रोक्लोरिक एसिड में जल्दी ही घुल जाता है, लेकिन गाढ़े हाइड्रोक्लोरिक एसिड में यह स्थिर रहता है। स्टेनलेस स्टील मध्यम/कम सांद्रता वाले एसिडों में जंग लगने के प्रति प्रतिरोधी होता है, लेकिन गाढ़े एसिडों में ऐसा नहीं होता। ； 4. तापमान का प्रभाव: तापमान में वृद्धि से विद्युत-रासायनिक क्षय तेज हो जाता है।
5. दबाव का प्रभाव: दबाव बढ़ने से गैसों की सांद्रता भी बढ़ जाती है, जिससे धातु के क्षय की गति भी बढ़ जाती है।
6. प्रवाह दर का प्रभाव: प्रवाह दर बढ़ने से क्षय उत्पाद अलग हो जाते हैं, एवं सुरक्षात्मक परतें भी नष्ट हो जाती हैं। अत्यधिक प्रवाह दर से घर्षण-क्षय भी होता है; इन सभी कारणों से धातु के क्षय की गति तेज हो जाती है। विषय के उत्तर देने संबंधी आवश्यकताएँ/सुझाव:
आवश्यकता: स्वतंत्र रूप से उत्तर दें।
सुझाव: आंतरिक/बाहरी कारकों, निर्माण प्रक्रिया, उपयोग की परिस्थितियों आदि विभिन्न पहलुओं के आधार पर विश्लेषण किया जा सकता है।
ध्यान दें: 24 घंटों के बाद हम इस पोस्ट को बंद कर देंगे, एवं सर्वश्रेष्ठ उत्तर की घोषणा करेंगे; साथ ही उत्तर एवं उसकी व्याख्या भी दी जाएगी। अन्य जानकारी: 【मशीनरी क्षेत्र】 में मॉडरेटरों एवं तकनीशियनों की भर्ती हो रही है; आप आवेदन कर सकते हैं या किसी की सिफारिश भी कर सकते हैं। 【यह ऑफर हमेशा लागू रहेगा।】 यदि आपको रुचि है, तो जरूर आइए! 】（←क्लिक करके अंदर जाएं） 【मशीनरी क्षेत्र】 सर्दियों में उपकरणों को जमने से बचाने हेतु उपाय – विस्तृत जानकारी 【मशीनरी क्षेत्र】 महत्वपूर्ण ज्ञान/जानकारियों का संग्रह 【निर्माताओं से सहयोग मांगा जा रहा है】 (दीर्घकालिक गतिविधि) 【महत्वपूर्ण जानकारियों की सिफारिश करने पर इनाम दिया जाएगा। “मशीनरी क्षेत्र” में “सक्रिय व्यक्तियों” एवं “सप्ताह के सर्वश्रेष्ठ व्यक्तियों” का चयन शुरू हो गया है।
धातुओं के क्षय को प्रभावित करने वाले महत्वपूर्ण कारक हैं – धातु में मौजूद अशुद्धियाँ, दरारें, एवं खराब सतह; उपयोग की जाने वाली परिस्थितियों में अपघटक तरल/गैसें होना, एवं तापमान में बड़े उतार-चढ़ाव होना।
धातुओं के क्षय को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक हैं: ① धातु के स्वयं के गुण (गुणधर्म, संरचना, सतही स्थिति, विरूपण एवं तनाव आदि)।； ②पर्यावरणीय कारक (माध्यम की संरचना, सांद्रता, अम्लता/क्षारता, तापमान, दबाव, इलेक्ट्रोलाइट घोलों की गति आदि) ； ③ सतही स्थिति (धातु सामग्री की सतह पर धूल, तेल, नमी, ऑक्सीकरण के कारण बनने वाली परतें, जंग, एवं अन्य दोष/प्रदूषण आदि मौजूद होते हैं।) धातु सामग्री की सतह की स्थिति, उसके जंग लगने की प्रक्रिया पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है। धातु की सतह की स्थिति को बदलकर, उसके जंग लगने की प्रक्रिया को भी प्रभावित या बदला जा सकता है। धातु की सफाई भी इसी सिद्धांत पर आधारित है।
धातुओं के क्षय की प्रकृति, धातु के परमाणुओं द्वारा इलेक्ट्रॉनों को खोने एवं ऑक्सीकृत होने की प्रक्रिया है। धातुओं के क्षय को आम तौर पर रासायनिक क्षय एवं विद्युत-रासायनिक क्षय में विभाजित किया जाता है। विद्युत-रासायनिक क्षय, धातुओं के क्षय का सबसे आम एवं महत्वपूर्ण प्रकार है। नम हवा में इस्पात का क्षय, विद्युत-रासायनिक क्षय का सबसे उल्लेखनीय उदाहरण है। नम हवा में, इस्पात की सतह पर एक पतली जल-परत बन जाती है। यदि यह जल-परत अम्लीय हो, तो H+ इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करता है; ऐसे विद्युत-रासायनिक क्षय को “हाइड्रोजन उत्पन्न करने वाला क्षय” कहा जाता है।； यदि यह जल-परत क्षारीय या तटस्थ स्वभाव की हो, तो यह अधिक मात्रा में ऑक्सीजन को घोल सकती है। ऐसी स्थिति में O2 इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके OH− बनाता है। इस प्रकार के विद्युत-रासायनिक क्षय को “ऑक्सीजन-आधारित क्षय” कहा जाता है; यही इस्पात के क्षय का मुख्य कारण है।
धातुओं का क्षय, विभिन्न आंतरिक एवं बाहरी कारकों के कारण होता है। मुख्य रूप से, इनमें निम्नलिखित शामिल हैं: ① धातु सामग्री की रासायनिक संरचना एवं गुणधर्म।； ②धातु की सतह की चिकनाई (ऑक्सीजन सांद्रता में अंतर के कारण होने वाला क्षय) ； ③धातु की सतह के संपर्क में आने वाले घोल के घटक एवं pH मान ； ④वातावरण का तापमान एवं आर्द्रता ； ⑤धातु की सतह के संपर्क में आने वाले विभिन्न पर्यावरणीय पदार्थ।
धातुओं का क्षय, विभिन्न आंतरिक एवं बाहरी कारकों के कारण होता है। मुख्य रूप से, इनमें निम्नलिखित शामिल हैं: ① धातु सामग्री की रासायनिक संरचना एवं गुणधर्म।； ②धातु की सतह की चिकनाई (ऑक्सीजन सांद्रता में अंतर के कारण होने वाला क्षय) ； ③धातु की सतह के संपर्क में आने वाले घोल के घटक एवं pH मान ； ④वातावरण का तापमान एवं आर्द्रता ； ⑤धातु की सतह के संपर्क में आने वाले विभिन्न पर्यावरणीय पदार्थ।
आम तौर पर, तापमान में वृद्धि से रासायनिक अभिक्रियाओं की गति बढ़ जाती है। इसलिए, रासायनिक क्षय पर तापमान का प्रभाव काफी स्पष्ट होता है।
2. धातु की सतह के संपर्क में आने वाले घोल की सामग्री एवं pH मान।； 3. धातु की सतह के संपर्क में आने वाले विभिन्न पर्यावरणीय पदार्थ।
4. धातु सामग्री की रासायनिक संरचना एवं गुणधर्म। ； जितना अधिक कोई धातु सक्रिय होती है, उतनी ही आसानी से वह अपने इलेक्ट्रॉन खो देती है, जिससे वह क्षय हो जाती है। यदि धातु में मौजूद चालक पदार्थ, उस धातु की तुलना में कम सक्रिय होते हैं, तो ऐसी स्थिति में विद्युत-रासायनिक क्षय होने की संभावना बढ़ जाती है।
5. धातु की सतह की चिकनाई (ऑक्सीजन सांद्रता के कारण होने वाला क्षय) ； धातुएँ नम हवा, क्षारक गैसों, एवं इलेक्ट्रोलाइट घोलों के संपर्क में आने पर आसानी से क्षय हो जाती हैं.
2. धातु की सतह के संपर्क में आने वाले घोल की सामग्री एवं pH मान।； 3. धातु की सतह के संपर्क में आने वाले विभिन्न पर्यावरणीय पदार्थ।
4. धातु सामग्री की रासायनिक संरचना एवं गुणधर्म। ； जितना अधिक कोई धातु सक्रिय होती है, उतनी ही आसानी से वह अपने इलेक्ट्रॉन खो देती है, जिससे वह क्षय हो जाती है। यदि धातु में मौजूद चालक पदार्थ, उस धातु की तुलना में कम सक्रिय होते हैं, तो ऐसी स्थिति में विद्युत-रासायनिक क्षय होने की संभावना बढ़ जाती है।
5. धातु की सतह की चिकनाई (ऑक्सीजन सांद्रता के कारण होने वाला क्षय) ； धातुएँ नम हवा, क्षारक गैसों, एवं इलेक्ट्रोलाइट घोलों के संपर्क में आने पर आसानी से क्षय हो जाती हैं.
धातुओं के क्षय की प्रकृति, धातु के परमाणुओं द्वारा इलेक्ट्रॉनों को खोने एवं ऑक्सीकृत होने की प्रक्रिया है। धातुओं के क्षय को आम तौर पर रासायनिक क्षय एवं विद्युत-रासायनिक क्षय में विभाजित किया जाता है। विद्युत-रासायनिक क्षय, धातुओं के क्षय का सबसे आम एवं महत्वपूर्ण प्रकार है। नम हवा में इस्पात का क्षय, विद्युत-रासायनिक क्षय का सबसे उल्लेखनीय उदाहरण है। नम हवा में, इस्पात की सतह पर एक पतली जल-परत बन जाती है। यदि यह जल-परत अम्लीय हो, तो H+ इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करता है; ऐसे विद्युत-रासायनिक क्षय को “हाइड्रोजन उत्पन्न करने वाला क्षय” कहा जाता है।； यदि यह जल-परत क्षारीय या तटस्थ स्वभाव की हो, तो यह अधिक मात्रा में ऑक्सीजन को घोल सकती है। ऐसी स्थिति में O2 इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके OH− बनाता है। इस प्रकार के विद्युत-रासायनिक क्षय को “ऑक्सीजन-आधारित क्षय” कहा जाता है; यही इस्पात के क्षय का मुख्य कारण है।
धातुओं के क्षय को प्रभावित करने वाले कई कारक हैं; मुख्य रूप से: ① धातु के स्वभाव संबंधी कारक (गुण, संरचना, सतह की स्थिति, विरूपण एवं तनाव आदि)।； ②पर्यावरणीय कारक (माध्यम की संरचना, सांद्रता, अम्लता/क्षारता, तापमान, दबाव, इलेक्ट्रोलाइट घोलों की गति आदि) ； ③ सतही स्थिति (धातु सामग्री की सतह पर धूल, तेल, नमी, ऑक्सीकरण के कारण बनने वाली परतें, जंग, एवं अन्य दोष/प्रदूषण आदि मौजूद होते हैं।) धातु सामग्री की सतह की स्थिति, उसके जंग लगने की प्रक्रिया पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है। धातु की सतह की स्थिति को बदलकर, उसके जंग लगने की प्रक्रिया को भी प्रभावित या बदला जा सकता है। धातु की सफाई भी इसी सिद्धांत पर आधारित है।
क्षय की प्रक्रिया मुख्य रूप से रासायनिक अभिक्रियाओं एवं विद्युत-रासायनिक अभिक्रियाओं के माध्यम से होती है। उदाहरण के लिए, लोहे के क्षय को रासायनिक अभिक्रियाओं के दृष्टिकोण से देखा जाए तो, वायुमंडल में इसकी ऑक्सीकरण प्रक्रिया इस प्रकार है:
कमरे के तापमान पर, Fe + 1/2 O₂ + H₂O → 2Fe(OH)₂
2Fe(OH)₂ + 1/2 O₂ + H₂O → 2Fe(OH)₃
अर्थात्, हाइड्रोजन एवं ऑक्सीजन के कारण लोहा ऑक्सीकृत होकर जंग बन जाता है।
विद्युत-रासायनिक अभिक्रियाओं के दृष्टिकोण से यह प्रक्रिया इस प्रकार है:
Fe + 1/2 O₂ + H₂O → Fe²⁺ + 2OH⁻ → 2Fe(OH)₃
वास्तव में, वातावरण में होने वाले परिवर्तनों के कारण क्षय को प्रभावित करने वाले कारक और भी जटिल हो जाते हैं; इसके कारण क्षय की मात्रा एवं प्रकार भी बदल जाता है, एवं क्षय की गंभीरता भी बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए, वायुमंडल में मौजूद पानी एवं धूल, जंग होने की प्रक्रिया को प्रभावित करने में सहायक होते हैं। लेकिन औद्योगीकरण के कारण वहाँ विभिन्न गैसें एवं यौगिक भी मौजूद हो गए, जैसे सल्फर डाइऑक्साइड (SiO2), हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) आदि। इसके अलावा, इन द्वीपों की भू-संरचना में पर्याप्त मात्रा में लवण भी मौजूद है। विद्युत-रासायनिक अभिक्रियाओं के कारण ये पदार्थ सामग्री के जंग होने की प्रक्रिया को और बढ़ा देते हैं। उदाहरण के लिए, जब लोहे को उच्च तापमान वाले वातावरण में रखा जाता है, तो इसका क्षय तरीका सामान्य तापमान पर होने वाली प्रतिक्रियाओं से अलग होता है। ऐसी स्थिति में लोहा सीधे ऑक्सीजन के साथ मिलकर Fe2O3 (ऑक्साइड ऑफ आयरन), FeO (ऑक्साइड ऑफ आयरन इलेट), Fe3O4 (टेट्राऑक्साइड ऑफ आयरन) जैसे ऑक्साइडों का निर्माण करता है। वायुमंडल के अलावा, मिट्टी, घोल, अम्लता-क्षारता, विकिरण आदि भी क्षय को प्रभावित करने वाले पर्यावरणीय कारक हैं। अन्य कारकों के रूप में, जैसे – उत्पादों की सामग्री, ऊष्मा-उपचार का प्रभाव, एवं प्रसंस्करण प्रक्रियाओं का प्रभाव भी जंग लगने की प्रक्रिया को प्रभावित करते हैं।
कमरे के तापमान पर, Fe + 1/2 O₂ + H₂O → 2Fe(OH)₂
2Fe(OH)₂ + 1/2 O₂ + H₂O → 2Fe(OH)₃
अर्थात्, हाइड्रोजन एवं ऑक्सीजन के कारण लोहा ऑक्सीकृत होकर जंग बन जाता है।
विद्युत-रासायनिक अभिक्रियाओं के दृष्टिकोण से यह प्रक्रिया इस प्रकार है:
Fe + 1/2 O₂ + H₂O → Fe²⁺ + 2OH⁻ → 2Fe(OH)₃
वास्तव में, वातावरण में होने वाले परिवर्तनों के कारण क्षय को प्रभावित करने वाले कारक और भी जटिल हो जाते हैं; इसके कारण क्षय की मात्रा एवं प्रकार भी बदल जाता है, एवं क्षय की गंभीरता भी बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए, वायुमंडल में मौजूद पानी एवं धूल, जंग होने की प्रक्रिया को प्रभावित करने में सहायक होते हैं। लेकिन औद्योगीकरण के कारण वहाँ विभिन्न गैसें एवं यौगिक भी मौजूद हो गए, जैसे सल्फर डाइऑक्साइड (SiO2), हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) आदि। इसके अलावा, इन द्वीपों की भू-संरचना में पर्याप्त मात्रा में लवण भी मौजूद है। विद्युत-रासायनिक अभिक्रियाओं के कारण ये पदार्थ सामग्री के जंग होने की प्रक्रिया को और बढ़ा देते हैं। उदाहरण के लिए, जब लोहे को उच्च तापमान वाले वातावरण में रखा जाता है, तो इसका क्षय तरीका सामान्य तापमान पर होने वाली प्रतिक्रियाओं से अलग होता है। ऐसी स्थिति में लोहा सीधे ऑक्सीजन के साथ मिलकर Fe2O3 (ऑक्साइड ऑफ आयरन), FeO (ऑक्साइड ऑफ आयरन इलेट), Fe3O4 (टेट्राऑक्साइड ऑफ आयरन) जैसे ऑक्साइडों का निर्माण करता है। वायुमंडल के अलावा, मिट्टी, घोल, अम्लता-क्षारता, विकिरण आदि भी क्षय को प्रभावित करने वाले पर्यावरणीय कारक हैं। अन्य कारकों के रूप में, जैसे – उत्पादों की सामग्री, ऊष्मा-उपचार का प्रभाव, एवं प्रसंस्करण प्रक्रियाओं का प्रभाव भी जंग लगने की प्रक्रिया को प्रभावित करते हैं।
तापमान, दबाव, माध्यम, सांद्रता, pH, संरचना, कार्य-परिस्थितियाँ आदि।
1. धातुओं का क्षय
धातुओं के क्षय की प्रकृति, धातु के परमाणुओं द्वारा इलेक्ट्रॉनों को खोने एवं ऑक्सीकृत होने की प्रक्रिया है। धातुओं का क्षय आम तौर पर रासायनिक क्षय एवं विद्युत-रासायनिक क्षय में विभाजित किया जाता है। विद्युत-रासायनिक क्षय, धातुओं के क्षय का सबसे आम एवं महत्वपूर्ण प्रकार है। नम हवा में इस्पात का क्षय, विद्युत-रासायनिक क्षय का सबसे उल्लेखनीय उदाहरण है। नम हवा में, इस्पात की सतह पर एक पतली जल-परत जम जाती है। यदि यह जल-परत अम्लीय हो, तो H+ इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करता है; ऐसे विद्युत-रासायनिक क्षय को “हाइड्रोजन उत्पन्न करने वाला क्षय” कहा जाता है।； यदि जल-परत का pH मान कम अम्लीय या तटस्थ हो, तो वह अधिक मात्रा में ऑक्सीजन को घोल सकती है। ऐसी स्थिति में O2, इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके OH− बनाता है। इस प्रकार के विद्युत-रासायनिक क्षय को “ऑक्सीजन-आधारित क्षय” कहा जाता है; यही इस्पात के क्षय का मुख्य कारण है।
**हाइड्रोजन-आधारित क्षय**
**ऑक्सीजन-आधारित क्षय**
**घटना की शर्तें:** जल-परत अम्लीय होना, जल-परत का pH मान कम अम्लीय या तटस्थ होना।
**धनात्मक ध्रुव पर होने वाली अभिक्रियाएँ:**
2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑
O₂ + 4e⁻ + 2H₂O = 4OH⁻
**ऋणात्मक ध्रुव पर होने वाली अभिक्रियाएँ:**
Fe – 2e⁻ = Fe²⁺
2Fe – 4e⁻ = 2Fe²⁺
**जिस ध्रुव पर विलयन का pH मान बढ़ता है, वही धनात्मक ध्रुव होता है।**
**अन्य अभिक्रियाएँ:**
Fe²⁺ + OH⁻ = Fe(OH)₂↓
4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃
**2. धातुओं की सुरक्षा हेतु कुछ महत्वपूर्ण विधियाँ:**
① धातु की आंतरिक संरचना में परिवर्तन करके मिश्रधातु बनाना।
② धातु की सतह पर सुरक्षात्मक परत लगाना।
③ विद्युत-रासायनिक सुरक्षा विधि – धातु को विद्युत-बैटरी के धनात्मक ध्रुव या विद्युत-विघटनक के ऋणात्मक ध्रुव के रूप में उपयोग करके उसकी सुरक्षा करना।
**3. धातुओं के क्षय की गति का निर्धारण:**
① एक ही विलयन में: विद्युत-विघटन के कारण होने वाला क्षय > विद्युत-बैटरी के कारण होने वाला क्षय > रासायनिक क्षय > सुरक्षात्मक उपायों के कारण होने वाला क्षय।
② एक ही धातु के लिए: मजबूत विलयक > कमजोर विलयक > गैर-विलयक।
③ विभिन्न सक्रियता वाली धातुओं में, सक्रियता में जितना अंतर होगा, क्षय उतना ही तेज होगा।
④ एक ही विलयन में, विलयन की सांद्रता जितनी अधिक होगी, क्षय उतना ही तेज होगा।
धातुओं के क्षय की प्रकृति, धातु के परमाणुओं द्वारा इलेक्ट्रॉनों को खोने एवं ऑक्सीकृत होने की प्रक्रिया है। धातुओं का क्षय आम तौर पर रासायनिक क्षय एवं विद्युत-रासायनिक क्षय में विभाजित किया जाता है। विद्युत-रासायनिक क्षय, धातुओं के क्षय का सबसे आम एवं महत्वपूर्ण प्रकार है। नम हवा में इस्पात का क्षय, विद्युत-रासायनिक क्षय का सबसे उल्लेखनीय उदाहरण है। नम हवा में, इस्पात की सतह पर एक पतली जल-परत जम जाती है। यदि यह जल-परत अम्लीय हो, तो H+ इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करता है; ऐसे विद्युत-रासायनिक क्षय को “हाइड्रोजन उत्पन्न करने वाला क्षय” कहा जाता है।； यदि जल-परत का pH मान कम अम्लीय या तटस्थ हो, तो वह अधिक मात्रा में ऑक्सीजन को घोल सकती है। ऐसी स्थिति में O2, इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके OH− बनाता है। इस प्रकार के विद्युत-रासायनिक क्षय को “ऑक्सीजन-आधारित क्षय” कहा जाता है; यही इस्पात के क्षय का मुख्य कारण है।
**हाइड्रोजन-आधारित क्षय**
**ऑक्सीजन-आधारित क्षय**
**घटना की शर्तें:** जल-परत अम्लीय होना, जल-परत का pH मान कम अम्लीय या तटस्थ होना।
**धनात्मक ध्रुव पर होने वाली अभिक्रियाएँ:**
2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑
O₂ + 4e⁻ + 2H₂O = 4OH⁻
**ऋणात्मक ध्रुव पर होने वाली अभिक्रियाएँ:**
Fe – 2e⁻ = Fe²⁺
2Fe – 4e⁻ = 2Fe²⁺
**जिस ध्रुव पर विलयन का pH मान बढ़ता है, वही धनात्मक ध्रुव होता है।**
**अन्य अभिक्रियाएँ:**
Fe²⁺ + OH⁻ = Fe(OH)₂↓
4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃
**2. धातुओं की सुरक्षा हेतु कुछ महत्वपूर्ण विधियाँ:**
① धातु की आंतरिक संरचना में परिवर्तन करके मिश्रधातु बनाना।
② धातु की सतह पर सुरक्षात्मक परत लगाना।
③ विद्युत-रासायनिक सुरक्षा विधि – धातु को विद्युत-बैटरी के धनात्मक ध्रुव या विद्युत-विघटनक के ऋणात्मक ध्रुव के रूप में उपयोग करके उसकी सुरक्षा करना।
**3. धातुओं के क्षय की गति का निर्धारण:**
① एक ही विलयन में: विद्युत-विघटन के कारण होने वाला क्षय > विद्युत-बैटरी के कारण होने वाला क्षय > रासायनिक क्षय > सुरक्षात्मक उपायों के कारण होने वाला क्षय।
② एक ही धातु के लिए: मजबूत विलयक > कमजोर विलयक > गैर-विलयक।
③ विभिन्न सक्रियता वाली धातुओं में, सक्रियता में जितना अंतर होगा, क्षय उतना ही तेज होगा।
④ एक ही विलयन में, विलयन की सांद्रता जितनी अधिक होगी, क्षय उतना ही तेज होगा।
उत्तर: धातुओं के क्षय को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक हैं: 1. धातु सामग्री की रासायनिक संरचना एवं गुणधर्म।； 2. धातु की सतह की चिकनाई (ऑक्सीजन सांद्रता में अंतर के कारण होने वाला घर्षण)
3. धातु की सतह के संपर्क में आने वाले घोल की सामग्री एवं pH मान। ； 4. वातावरण का तापमान एवं आर्द्रता ； 5. धातु की सतह के संपर्क में आने वाले विभिन्न प्रकार के पर्यावरणीय पदार्थ/तत्व।
3. धातु की सतह के संपर्क में आने वाले घोल की सामग्री एवं pH मान। ； 4. वातावरण का तापमान एवं आर्द्रता ； 5. धातु की सतह के संपर्क में आने वाले विभिन्न प्रकार के पर्यावरणीय पदार्थ/तत्व।
केवल लेखक ही इसे देख सकता है। ① धातु सामग्री की रासायनिक संरचना एवं गुण।； ②धातु की सतह की चिकनाई (ऑक्सीजन सांद्रता में अंतर के कारण होने वाला क्षय) ； ③धातु की सतह के संपर्क में आने वाले घोल के घटक एवं pH मान ； ④वातावरण का तापमान एवं आर्द्रता ； ⑤धातु की सतह के संपर्क में आने वाले विभिन्न पर्यावरणीय पदार्थ।
धातुओं का क्षय, धातु एवं उसके आसपास के वातावरण के बीच होने वाली प्रतिक्रियाओं के कारण होता है। इसलिए, यह धातु के स्वयं के कुछ गुणों (धातु सामग्री से संबंधित कारक: धातु के गुण, संरचना, सतह की स्थिति, विरूपण एवं तनाव आदि) से संबंधित है; साथ ही, यह क्षयकारी वातावरण (पर्यावरणीय कारक: जैसे माध्यम का pH मान, संरचना, सांद्रता, तापमान, दबाव, घोल की गति आदि) से भी संबंधित है।
धातुओं के क्षय को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक कौन-से हैं? 1. वहाँ के वातावरण की अम्लता/क्षारता, जिसके कारण रासायनिक अभिक्रियाएँ होती हैं।； 2. नम वातावरण आदि के कारण होने वाला विद्युत-रासायनिक क्षय।
1. धातुओं एवं मिश्रधातुओं की संरचना का प्रभाव: धातुओं में मौजूद अशुद्धियाँ धातु के क्षय को तेज कर देती हैं; सल्फर, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन जैसी अशुद्धियाँ धातु की सतह पर मौजूद सुरक्षात्मक परत को नष्ट कर देती हैं। मिश्रधातुओं के क्षय की दर, उनमें मौजूद तत्वों की मात्रा से सीधे संबंधित होती है। उदाहरण के लिए, Fe-Cr मिश्रधातु में, Cr की मात्रा बढ़ने पर मिश्रधातु की क्षय-प्रतिरोधक क्षमता में वृद्धि हो जाती है।； 2. विरूपण एवं तनाव का प्रभाव: ठंडी/गर्म प्रक्रियाओं के कारण उत्पन्न होने वाला अधिक आंतरिक तनाव, जंग लगने की प्रक्रिया को तेज कर देता है। सल्फाइड ऑफ हाइड्रोजन जैसे पदार्थों की उपस्थिति में तो यह तनाव जंग लगने का कारण बन जाता है।
3. माध्यम की सामग्री एवं सांद्रता का प्रभाव: आम धातुओं की जंग लगने वाले माध्यमों के प्रति कुछ सीमाएँ होती हैं। उदाहरण के लिए, कार्बन स्टील पतले हाइड्रोक्लोरिक एसिड में जल्दी ही घुल जाता है, लेकिन गाढ़े हाइड्रोक्लोरिक एसिड में यह स्थिर रहता है। स्टेनलेस स्टील मध्यम/कम सांद्रता वाले एसिडों में जंग लगने के प्रति प्रतिरोधी होता है, लेकिन गाढ़े एसिडों में ऐसा नहीं होता। ； 4. तापमान का प्रभाव: तापमान में वृद्धि से विद्युत-रासायनिक क्षय तेज हो जाता है।
5. दबाव का प्रभाव: दबाव बढ़ने से गैसों की सांद्रता भी बढ़ जाती है, जिससे धातु के क्षय की गति भी बढ़ जाती है।
6. प्रवाह दर का प्रभाव: प्रवाह दर बढ़ने से क्षय उत्पाद अलग हो जाते हैं, एवं सुरक्षात्मक परतें भी नष्ट हो जाती हैं। अत्यधिक प्रवाह दर से घर्षण-क्षय भी होता है; इन सभी कारणों से धातु के क्षय की गति तेज हो जाती है। क्षय की रोकथाम
3. माध्यम की सामग्री एवं सांद्रता का प्रभाव: आम धातुओं की जंग लगने वाले माध्यमों के प्रति कुछ सीमाएँ होती हैं। उदाहरण के लिए, कार्बन स्टील पतले हाइड्रोक्लोरिक एसिड में जल्दी ही घुल जाता है, लेकिन गाढ़े हाइड्रोक्लोरिक एसिड में यह स्थिर रहता है। स्टेनलेस स्टील मध्यम/कम सांद्रता वाले एसिडों में जंग लगने के प्रति प्रतिरोधी होता है, लेकिन गाढ़े एसिडों में ऐसा नहीं होता। ； 4. तापमान का प्रभाव: तापमान में वृद्धि से विद्युत-रासायनिक क्षय तेज हो जाता है।
5. दबाव का प्रभाव: दबाव बढ़ने से गैसों की सांद्रता भी बढ़ जाती है, जिससे धातु के क्षय की गति भी बढ़ जाती है।
6. प्रवाह दर का प्रभाव: प्रवाह दर बढ़ने से क्षय उत्पाद अलग हो जाते हैं, एवं सुरक्षात्मक परतें भी नष्ट हो जाती हैं। अत्यधिक प्रवाह दर से घर्षण-क्षय भी होता है; इन सभी कारणों से धातु के क्षय की गति तेज हो जाती है। क्षय की रोकथाम