Korrosioonikindlus
Ka: Korrosioonivastupidavus, Keemiline vastupidavus, Oksüdatsioonikindlus
Korrosioonikindlus tähistab materjali võimet püsivalt vastu pidada keemilisele rünnakule niiskuse, hapniku, hapete või muude keskkonnamõjude poolt, ilma et selle pind või struktuur oluliselt muutuks.
Korrosioonikindlus on üks tähtsamaid füüsikalis-keemilisi omadusi, mis eristab väärismetalle mitteväärismetallidest. See kirjeldab, kui tugevalt materjal peab vastu reaktiivsete ainete – hapniku, vee, hapete, halogeenide – rünnakule ilma mõõdetavat degradatsiooni näitamata. Mida kõrgem on metalli elektrokeemiline normaalpotentsiaal, seda vähem meelsasti see elektrone loovutab ja seda vastupidavam on see oksüdatiivse rünnaku suhtes.
Elektrokeemiline alus
Korrosioon on oma olemuselt elektrokeemiline reaktsioon: metall oksüdeeritakse (kaotab elektrone), keskkonnas olev oksüdeerija redutseeritakse. Kõrge normaalpotentsiaaliga metallid normaalvesinikelektroodi (NHE) suhtes ei kaldu oksüdeeruma – neid peetakse „väärismetallideks".
| Metall | Normaalpotentsiaal (V vs. NHE) | Tüüpiline ründaja |
|---|---|---|
| Kuld (Au) | +1,50 | Kuninglik vesi, tsüaniidlahus |
| Plaatina (Pt) | +1,19 | Kuninglik vesi, kuum väävelhape |
| Pallaadium (Pd) | +0,95 | Kuninglik vesi, kontsentreeritud lämmastikhape |
| Hõbe (Ag) | +0,80 | Väävliühendid (H₂S), lämmastikhape |
| Vask (Cu) | +0,34 | Niiske õhk (patina), lämmastikhape |
| Raud (Fe) | −0,44 | Hapnik + vesi (rooste) |
Negatiivse normaalpotentsiaaliga metallid korrodeeruvad normaaltingimustes spontaanselt; kuld ja plaatinarühma metallid on nii väärismetallilised, et jäävad stabiilseks isegi kontsentreeritud üksikhapetes.
Miks kuld on praktiliselt korrodeerumatu
Kuld ei reageeri ei õhuhapnikuga ega veega ega enamiku hapetega. Isegi pärast aastatuhandeid säilitavad kullaleiud oma metalse pinna. Ainuke kuninglik vesi (lämmastikhappe ja vesinikkloriidhappe 1:3 segu) lahustab kulda, sest seejuures moodustuvad tetrakloroauraat-anioonid, mis nihutavad tasakaalu:
Au + HNO₃ + 4 HCl → H[AuCl₄] + NO↑ + 2 H₂O
Tsüaniidlahus ründab samuti kulda – seda põhimõtet kasutatakse tööstuslikult tsüaniidleostuses kulla ekstraheerimiseks.
Hõbe: väärismetalliline, kuid väävlitundlik
Hõbedal on küll positiivne normaalpotentsiaal, kuid ta näitab nõrka kohta väävliühendite suhtes. Vesiniksulfiid (H₂S) ja orgaanilised väävliühendid õhus reageerivad pinnaga mustaks hõbesulfiidiks (Ag₂S) – tuntud tuhmumine. See reaktsioon ei ole klassikaline hapnikurünnak, vaid sulfideerumine ja seda saab poleerimisega tagasi pöörata.
Plaatina ja pallaadium
Plaatina on peaaegu kõigi kemikaalide suhtes vastupidav. See lahustub kuumas kuninglikus vees ja vedelas leelismetallis, kuid peab vastu üksikhapetele isegi kõrgel temperatuuril. Pallaadium on veidi vähem vastupidav: kontsentreeritud lämmastikhape ründab seda. Mõlemad metallid ei moodusta normaaltingimustes stabiilseid oksiide.
Praktiline tähtsus investoritele ja tööstusele
Investoritele on korrosioonikindlusel otsesed tagajärjed:
- Väärtuse säilimine: Kullast ja plaatinast münte ja kange saab hoiustada põlvkondade jooksul ilma kvaliteedikaota. Sulamisväärtuse kalkulaatori kasutamine eeldab, et proov säilib füüsiliselt – mis väärismetallide puhul on garanteeritud.
- Ehtsuse kontroll: Korrosioonimustrid aitavad happetestil: ebaehtsad esemed (nt kuldatud volfram) reageerivad lämmastikhappega, kuld mitte.
- Tööstus: Korrosioonikindlus muudab väärismetallid asendamatuks elektroonikakontaktides, katalüsaatorites, meditsiinitoodetes ja hambaproteesides.
Lühidalt meelde
Korrosioonikindlus on füüsikalis-keemiline alus sellele, et väärismetallid säilitavad oma materjaliväärtuse püsivalt – neid ei kasutata väärtuse säilitajatena aastatuhandeid mitte nende sära, vaid nende elektrokeemilise inertsuse tõttu. Kes jälgib praegust kulla hinda või plaatina hinda, kaupleb ainetega, mille füüsikalist stabiilsust ei sea kahtluse alla ükski kemikaal maailmas – välja arvatud kuninglik vesi.