LA RISPOSTA BREVE
Nella comune corrosione all'aria umida, il ferro reagisce in presenza di acqua e ossigeno formando la ruggine. I sali possono accelerare il processo. La ruggine friabile non isola bene il metallo sottostante, che può continuare a corrodersi.
Partiamo dalle basi
Non è una macchia appoggiata sul metallo
Perché un cancello o una catena lasciati all'aperto cambiano colore e finiscono per sfaldarsi? Nella comune corrosione atmosferica, l'acqua e l'ossigeno permettono reazioni che trasformano il ferro in nuovi composti: la ruggine. Non è soltanto sporco da togliere, perché una parte del metallo originale è stata consumata.
Anche molti oggetti che chiamiamo semplicemente «di ferro» sono in realtà d'acciaio, una lega che contiene soprattutto ferro e una piccola quantità di carbonio. Possono quindi arrugginire. L'umidità e le sostanze depositate sulla superficie contribuiscono a determinare quanto rapidamente accade.
Fonti: [1]Una piccola pila sulla superficie
Il processo è elettrochimico: una reazione chimica accompagnata dal trasferimento di cariche elettriche. In alcune zone della superficie, gli atomi di ferro cedono elettroni e diventano ioni, cioè particelle con carica elettrica. Gli elettroni attraversano il metallo e partecipano, in altre zone, a reazioni che coinvolgono ossigeno e acqua.
L'acqua permette invece agli ioni di muoversi e completa il collegamento tra le diverse zone. Possiamo immaginare una minuscola pila, senza una batteria esterna. Attraverso ulteriori reazioni si formano i prodotti di corrosione: il fenomeno non si esaurisce in un singolo passaggio.
Fonti: [2]Perché il sale può accelerare la corrosione
Il sale non è indispensabile alla formazione della ruggine, ma può favorirla. Quando si scioglie, aggiunge ioni all'acqua e la rende più capace di condurre la corrente. Questo facilita il circuito elettrochimico. I cloruri possono inoltre rendere l'ambiente più aggressivo per il metallo.
Ecco perché la salsedine e il sale usato sulle strade ghiacciate sono importanti per la corrosione dei veicoli: non basta chiedersi se un oggetto è bagnato, conta anche che cosa contiene quell'acqua.
Fonti: [2]La ruggine non è una buona corazza
La ruggine comune è spesso porosa e friabile. Può fessurarsi e staccarsi, lasciando passare acqua e ossigeno verso il metallo sottostante. La corrosione può così proseguire anche quando la superficie è già ricoperta: lo strato visibile non equivale a una vernice protettiva.
Non tutte le superfici arrugginite, però, sono nelle stesse condizioni. L'istituto canadese di conservazione distingue strati compatti e aderenti da corrosione attiva, che produce scaglie e polvere. Il solo colore non basta a stabilire quanto rapidamente un oggetto si stia deteriorando.
Fonti: [3][4]Come si interrompe il processo
Una vernice integra ostacola il contatto del ferro con acqua e ossigeno. Un graffio che arriva al metallo può riaprire quella strada: la protezione dipende anche dalla continuità del rivestimento.
La zincatura aggiunge un altro meccanismo. Lo zinco ricopre il ferro e può ossidarsi al suo posto, offrendo una protezione detta «sacrificale». Non è una riserva infinita: lo zinco si consuma. Proteggere dalla corrosione significa quindi controllare l'ambiente, scegliere materiali e rivestimenti adatti e mantenerli nel tempo.
Fonti: [5]PER APPROFONDIRE
Un passo più in là
Perché l'acciaio inossidabile si comporta diversamente
L'acciaio inossidabile contiene cromo, che favorisce la formazione di una sottilissima pellicola protettiva ricca di ossido di cromo. Anche l'alluminio forma uno strato di ossido molto aderente. Questi strati possono frenare ulteriori reazioni, diversamente dalla ruggine friabile.
La distinzione importante non è quindi soltanto se un metallo reagisce con l'ossigeno, ma come si comportano i prodotti della reazione. Uno strato compatto può diventare una barriera; uno che si rompe e lascia esposto il metallo offre molta meno protezione.
Fonti: [3]Tre cose da portare con sé
- La ruggine è il prodotto della trasformazione del ferro, non semplice sporco sulla superficie.
- Acqua e ossigeno favoriscono la comune corrosione atmosferica; i sali possono accelerarla.
- Vernice, zincatura e acciaio inossidabile proteggono con meccanismi diversi, non rendendo ogni metallo immutabile.
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Le fonti, a portata di clic
Materiali consultati per questo articolo. Le fonti possono essere in inglese.
- 1Canadian Conservation InstituteBasic care – Iron objects
Ferro e acciaio, ruolo di acqua, ossigeno e condizioni ambientali.
- 2American Chemical Society — ChemMattersFlaking Away — febbraio 2006
Trasferimento di elettroni e ioni; effetto dei sali e dei cloruri sulla corrosione.
- 3American Chemical SocietyCoastal Chemistry
Differenza tra ossidi protettivi e prodotti di corrosione porosi; acciaio inossidabile e alluminio.
- 4Canadian Conservation InstituteCare and Cleaning of Iron — CCI Notes 9/6
Distinzione tra strati aderenti e corrosione attiva con scaglie e polvere.
- 5OpenStax — Rice UniversityChemistry 2e, 17.6 Corrosion
Principi della protezione tramite vernici, zincatura e metalli sacrificali.
Testo realizzato con assistenza dell’intelligenza artificiale. Come lavoriamo