Korroosionkestävyys
Myös: Korroosionvastustuskyky, Kemiallinen kestävyys, Hapettumisenkestävyys
Korroosionkestävyys tarkoittaa materiaalin kykyä kestää pysyvästi kemiallisia hyökkäyksiä kosteuden, hapen, happojen tai muiden ympäristövaikutusten taholta ilman, että sen pinta tai rakenne muuttuu olennaisesti.
Korroosionkestävyys on yksi tärkeimmistä fysikaalis-kemiallisista ominaisuuksista, jotka erottavat jalometallit epäjaloista metalleista. Se kuvaa, kuinka voimakkaasti materiaali kestää reaktiivisten aineiden – hapen, veden, happojen, halogeenien – hyökkäystä ilman mitattavaa heikkenemistä. Mitä korkeampi metallin sähkökemiallinen normaalipotentiaali on, sitä vähemmän se luovuttaa elektroneja ja sitä kestävämpi se on hapettavaa hyökkäystä vastaan.
Sähkökemiallinen perusta
Korroosio on pohjimmiltaan sähkökemiallinen reaktio: metalli hapettuu (menettää elektroneja) ja ympäristössä oleva hapetin pelkistyy. Metallit, joiden normaalipotentiaali normaalivetyelektrodiin (NHE) nähden on korkea, hapettuvat tuskin lainkaan – niitä sanotaan "jaloiksi".
| Metalli | Normaalipotentiaali (V vs. NHE) | Tyypillinen syövyttäjä |
|---|---|---|
| Kulta (Au) | +1,50 | Kuningasvesi, syanidiliuos |
| Platina (Pt) | +1,19 | Kuningasvesi, kuuma rikkihappo |
| Palladium (Pd) | +0,95 | Kuningasvesi, väkevä typpihappo |
| Hopea (Ag) | +0,80 | Rikkiyhdisteet (H₂S), typpihappo |
| Kupari (Cu) | +0,34 | Kostea ilma (patina), typpihappo |
| Rauta (Fe) | −0,44 | Happi + vesi (ruoste) |
Metallit, joiden normaalipotentiaali on negatiivinen, korrodoituvat normaaliolosuhteissa spontaanisti; kulta ja platinaryhmän metallit ovat niin jaloja, että ne pysyvät stabiileina jopa väkevissä yksittäishapoissa.
Miksi kulta on käytännössä korrodoitumatonta
Kulta ei reagoi ilman hapen, veden eikä useimpien happojen kanssa. Vielä vuosituhansienkin jälkeen kultalöydöt säilyttävät metallisen pintansa. Vain kuningasvesi (typpihapon ja suolahapon 1:3-seos) liuottaa kultaa, koska tällöin muodostuu tetrakloroauraatti-anioneja, jotka siirtävät tasapainoa:
Au + HNO₃ + 4 HCl → H[AuCl₄] + NO↑ + 2 H₂O
Syanidiliuos hyökkää myös kullan kimppuun – tätä periaatetta hyödynnetään teollisesti syanidiliuotuksessa kullan talteenotossa.
Hopea: jaloa, mutta rikkiherkkää
Hopealla on tosin positiivinen normaalipotentiaali, mutta se on heikko rikkiyhdisteitä vastaan. Rikkivety (H₂S) ja orgaaniset rikkiyhdisteet ilmassa reagoivat pinnan kanssa mustaksi hopeasulfidiksi (Ag₂S) – tunnettu tummuminen. Tämä reaktio ei ole klassinen hapen aiheuttama hyökkäys vaan sulfidoituminen, ja se voidaan poistaa kiillottamalla.
Platina ja palladium
Platina kestää lähes kaikkia kemikaaleja. Se liukenee kuumaan kuningasveteen ja nestemäiseen alkalimetalliin, mutta kestää yksittäishappoja korkeassakin lämpötilassa. Palladium on hieman vähemmän kestävää: väkevä typpihappo syövyttää sitä. Kumpikaan metalli ei muodosta stabiileja oksideja normaaliolosuhteissa.
Käytännön merkitys sijoittajalle ja teollisuudelle
Sijoittajalle korroosionkestävyydellä on suoria seurauksia:
- Arvon säilyminen: Kullasta ja platinasta valmistettuja kolikoita ja harkkoja voidaan säilyttää sukupolvien ajan ilman laadun heikkenemistä. Sulatusarvolaskurin käyttö edellyttää, että pitoisuus säilyy fyysisesti – mikä jalometalleilla on taattua.
- Aitouden tarkistus: Korroosiokuviot auttavat happotestissä: epäaidot kappaleet (esim. kullattu volframi) reagoivat typpihapon kanssa, kulta ei.
- Teollisuus: Korroosionkestävyys tekee jalometalleista korvaamattomia elektroniikan kontakteissa, katalysaattoreissa, lääkinnällisissä tuotteissa ja hammasproteeseissa.
Lyhyesti muistiin
Korroosionkestävyys on fysikaalis-kemiallinen perusta sille, että jalometallit säilyttävät materiaaliarvonsa pysyvästi – niitä on käytetty arvonsäilyttäjinä vuosituhansia ei kiiltonsa, vaan sähkökemiallisen hitautensa vuoksi. Se, joka seuraa ajankohtaista kullan hintaa tai platinan hintaa, käy kauppaa aineilla, joiden fyysistä stabiiliutta mikään maailman kemikaali ei kyseenalaista – kuningasvettä lukuun ottamatta.