जंग यह एक लाल-भूरे रंग का दाग है जो हवा और नमी के संपर्क में आने पर लोहे या लौह सतहों पर दिखाई देता है। चूँकि धात्विक लोहा हवा के संपर्क में अस्थिर होता है, यह धात्विक लोहे के ऑक्सीकरण से लौह आक्साइड या हाइड्रॉक्साइड में बनता है, जिसे आमतौर पर रासायनिक सूत्र FeOOH द्वारा दर्शाया जाता है।
जंग समाज के लिए एक बड़ी समस्या है क्योंकि यह संरचनाओं को काफी नुकसान पहुंचाती है पुल, भवन, वाहन, इंजन, सहित अन्य, जिनकी मरम्मत पर बड़े खर्च की आवश्यकता होती है रखरखाव। जंग एक प्रकार का संक्षारण है, जो धातुओं और मिश्र धातुओं के विनाश की एक सहज घटना है। वर्तमान में, जंग लगने के प्रभाव को कम करने के लिए गैल्वनीकरण जैसी कई तकनीकों का उपयोग किया जाता है।
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जंग सारांश
जंग की विशेषता लाल-भूरे रंग के दाग हैं जो लोहे की सतहों और लौह मिश्र धातुओं पर बनते हैं जो हवा और नमी के संपर्क में होते हैं।
जंग तब बनती है जब लोहा, जो वायुमंडलीय ऑक्सीजन की उपस्थिति में अस्थिर होता है, आयरन ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड में ऑक्सीकृत हो जाता है।
इसे सामान्य रासायनिक सूत्र FeOOH द्वारा दर्शाया जा सकता है।
जंग का मुख्य घटक हाइड्रेटेड आयरन III ऑक्साइड, Fe है2हे3∙एच2ओ
जंग देशों और कंपनियों के लिए एक बड़ी समस्या है, क्योंकि रखरखाव और मरम्मत की लागत अधिक है।
यह बड़े संरचनात्मक प्रभावों का कारण बनता है, क्योंकि यह यांत्रिक रूप से धातु संरचनाओं को कमजोर करता है।
जंग को कम करने या कम करने की तकनीकें हैं, जैसे कैथोडिक सुरक्षा और गैल्वनीकरण।
जंग लगना एक प्रकार का क्षरण है।
जंग का कारण क्या है?
जंग एक है लाल-भूरे रंग का दाग जो धातु की सतहों पर दिखाई देता है, विशेष रूप से लौह और लौह मिश्र धातुओं पर, जब वे वायुमंडल के संपर्क में आते हैं या प्राकृतिक जल में डूबे होते हैं. उस मामले में, धात्विक लोहा (Fe) ऑक्साइड (Fe) के मिश्रण में ऑक्सीकृत हो जाता है2हे3∙एच2ओ और फे3हे4) और हाइड्रॉक्साइड्स (Fe(OH))2, Fe(OH)3) लोहे का, जिसे आमतौर पर FeOOH सूत्र द्वारा भी दर्शाया जाता है, जो जंग में मौजूद सभी लौह चरणों को संघनित करना चाहता है।
वह प्रक्रिया जो जंग का कारण बनती है उसे रासायनिक रूप से संक्षारण के रूप में जाना जाता है।, किसी सामग्री पर पर्यावरण की कार्रवाई का परिणाम, जिससे इसकी सतह से शुरू होकर इसकी गिरावट होती है।
जंग कैसे लगती है?
धात्विक लोहा ऑक्सीजन गैस की उपस्थिति में थर्मोडायनामिक रूप से अस्थिर होता है।, जो हमारे वायुमंडल का लगभग 20% हिस्सा है और वह माध्यम है जिसमें ऐसी धातु सबसे अधिक बार उजागर होती है।
इन परिस्थितियों में, इसका ऑक्साइड FeO (आयरन ऑक्साइड II), Fe बनाता है2हे3 (आयरन III ऑक्साइड) और Fe3हे4 (आयरन II, III ऑक्साइड)। पानी की उपस्थिति माध्यम को और भी अधिक आक्रामक बना देती है, जिससे जंग लगने में मदद मिलती है (FeOOH). जिस तरह बुनियादी लवण और हाइड्रॉक्साइड को अपने निर्माण के लिए पानी की आवश्यकता होती है, जंग, ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड के मिश्रण को भी पानी की आवश्यकता होती है, जिससे सापेक्ष आर्द्रता की भूमिका स्पष्ट हो जाती है:
4 फे3हे4 (एस) + ओ2 (जी) + 6एच2ओ (एल) → 12 FeOOH (s)
हवा की उच्च सापेक्ष आर्द्रता वाले क्षेत्रों में, तथाकथित संक्षारण ढेर का गठन आम है।, पानी की एक शीट के बनने के कारण जो धातु की सतह पर पूर्ण या आंशिक रूप से संघनित (द्रवीकृत) हो जाती है।
इस मामले में, हमें शामिल प्रजातियों की मानक कमी संभावनाओं पर ध्यान देना चाहिए:
आस्था2+ (aq)/Fe(s): E° = -0.44 V
आस्था3+ (यहाँ)/स्त्री2+ (aq): ई° = 0.77 वी
हे2 (जी)/ओएच– (aq): ई° = 0.82 वी
मूल्य यह दर्शाते हैं वह प्रक्रिया जिसमें Fe का O द्वारा ऑक्सीकरण होता है, रासायनिक रूप से सहज है।2 पानी में घुल गया, क्योंकि लोहे में मानक कमी की क्षमता कम होती है। इसलिए, हमें यह करना होगा:
Fe(s) → Fe2+ (aq) + 2 और–
हे2 (जी) + 2एच2ओ(एल) + 4 और– → 4OH– (यहाँ)
संक्षिप्त, जंग का गठन इस प्रकार दिया जा सकता है:
2 फे2+ (एक्यू) + ओ2 (जी) + 4 ओएच– (aq) → 2 FeOOH (s) + 2 H2ओ(एल)
यद्यपि हवा में ऑक्सीजन की सांद्रता स्थिर है, पानी में इसकी घुलनशीलता कम है (1.4 x 10–3 मोल. एल–1 एच220 डिग्री सेल्सियस पर O), जो स्टील की सतह पर तेजी से खपत होता है (धातु मिश्र धातु मुख्य रूप से लोहे और कार्बन से बनी होती है). हालाँकि हवा द्वारा लगातार इसकी पूर्ति होती रहती है, फिर भी इस ऑक्सीजन को हर पल एक परत से होकर गुजरना पड़ता है स्टील पर फिर से जंग लगने के लिए जंग की मोटी परत, जो समय के साथ जंग की गति को धीमा कर देती है। संक्षारण.
जंग के प्रकार
ऑक्सीजन और नमी की मात्रा के आधार पर जंग का रंग अलग-अलग होगा।
लाल जंग: Fe से भरपूर2हे3∙एच2O (हाइड्रेटेड आयरन III ऑक्साइड), उच्च ऑक्सीजनेशन और आर्द्रता वाले वातावरण में होता है, जो सबसे सामान्य रूप है, समान रूप से बनता है।
पीला रतुआ: FeO(OH)H से भरपूर2ओ (या Fe(OH))3), उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में होता है, आमतौर पर बड़ी मात्रा में खड़े पानी, जैसे सिंक और बाथटब के पास पाए जाने वाली धातुओं में।
काला जंग: Fe से भरपूर3हे4, कम ऑक्सीजन सांद्रता और मध्यम आर्द्रता वाले वातावरण में होता है। यह काले धब्बों के रूप में दिखाई देता है, जल्दी से उत्पन्न नहीं होता है, और इसलिए इसका मुकाबला करना आसान है।
भूरा जंग: Fe से भरपूर2हे3, ऑक्सीजन की उच्च सांद्रता और कम आर्द्रता (बिना भी) वाले वातावरण में होता है। इस वजह से, यह अधिक शुष्क प्रकार का जंग है, जो समान रूप से नहीं, बल्कि सतह पर विशिष्ट बिंदुओं पर होता है।
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जंग की रासायनिक संरचना
आमतौर पर ऐसा कहा जाता है जंग हाइड्रेटेड आयरन III ऑक्साइड (Fe.) से बना है2हे3∙एच2ओ), लेकिन यह समझा जा सकता है कि इसकी संरचना में लोहे की अन्य प्रजातियाँ मौजूद हैं. लोहे की तरह यह एक धातु है हवा में ऑक्सीजन के संपर्क में थोड़ा स्थिर, इस धातु के कुछ हिस्सों में Fe की पतली परत बनना सामान्य है3हे4 (मैग्नेटाइट) इसकी सतह पर। हवा और आर्द्रता में ऑक्सीजन के साथ निरंतर संपर्क अन्य ऑक्सीकृत प्रजातियों को जन्म देता है, जैसे FeOOH, क्रिस्टलीय रूपों में α-FeOOH (गोइथाइट) और γ-FeOOH (लेपिडोक्रोसाइट)। ये प्रजातियाँ जंग के साथ परतों में ओवरलैप होती हैं।
जंग के परिणाम
जंग बनने की प्रक्रिया संक्षारण के क्षेत्र के अंतर्गत होती है।, औद्योगिक और विकसित देशों की अर्थव्यवस्थाओं पर बहुत प्रभाव डालने वाली समस्या।
ऐसा अनुमान है कि विश्व का लगभग 30% लोहा और इस्पात उत्पादन जंग के कारण नष्ट हो जाता है।, एक लागत जो देशों की जीडीपी के 1 से 5% के बराबर हो सकती है। उदाहरण के लिए, 2019 में, ब्राज़ील ने संक्षारण रखरखाव पर लगभग BRL 290 बिलियन (अपने सकल घरेलू उत्पाद का लगभग 4%) खर्च किया।
संरचनाओं के रखरखाव की लागत आवश्यक है, क्योंकि प्रतिस्थापन अधिक महंगा हो सकता है, और, इसके अलावा, जंग संरचनात्मक सुरक्षा को गंभीर नुकसान पहुंचाती है. ऑक्सीकरण होने पर, धातु अपने अच्छे यांत्रिक गुण खो देती है। सामान्यतः बनने वाले ऑक्साइड भंगुर होते हैं और भागों, संरचनाओं और उपकरणों को प्रभावित कर सकते हैं। इतना ही नहीं, वे पैक किए गए उत्पाद को भी दूषित कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, यदि यह भोजन है।
जंग लगे भागों को बदलने और बनाए रखने की प्रत्यक्ष लागत के अलावा, जंग भी अप्रत्यक्ष समस्याएँ भी ला सकता है. पुल या ओवरपास जैसी संरचना, जिसे रखरखाव के लिए बंद करने की आवश्यकता होती है, लोगों की आवाजाही में बड़ी बाधा पैदा कर सकती है, समुदायों और कामकाजी दिनचर्या को प्रभावित कर सकती है। जंग लगी मशीनरी की कार्यक्षमता कम हो सकती है या रखरखाव के लिए उसे उत्पादन लाइन से हटाया जा सकता है, जिससे उत्पादकता कम हो सकती है।
जंग से कैसे बचें?
वर्तमान में पहले से ही एंटीऑक्सीडेंट या एंटीकोर्सिव तकनीकें मौजूद हैं जो धातु भागों पर जंग के गठन को काफी हद तक कम कर देती हैं। उनमें से, हम कुछ पर प्रकाश डाल सकते हैं, जैसे कि कैथोडिक और एनोडिक सुरक्षा, संक्षारण रोधी कोटिंग्स और संक्षारण अवरोधक.
कैथोडिक संरक्षण में, रुचि की धातु को उसकी संरचना में डाली गई आसान ऑक्सीकरण (कम कमी क्षमता) की धातु द्वारा संरक्षित किया जाता है, जो गैल्वेनिक सेल को जन्म देती है। इस तरह, डाली गई धातु एनोड के रूप में कार्य करती है, ऑक्सीकरण करती है, और फिर रुचि की धातु संरचना की रक्षा करती है, जो कैथोड के रूप में कार्य करती है और अपने कम (धातु) रूप में रहती है। इस तकनीक में डाले गए एनोड को आमतौर पर "बलि धातु" के रूप में जाना जाता है, क्योंकि यह दूसरे के स्थान पर ऑक्सीकरण करता है।
कोटिंग्स का उपयोग धातु संरचना को ऑक्सीडेटिव वातावरण के संपर्क में आने से रोकता है, इस प्रकार एक बाधा उत्पन्न करता है जो जंग के गठन में बाधा उत्पन्न करेगा या यहां तक कि रोक देगा। इसका एक उदाहरण एपॉक्साइड पेंट और लाल सीसा है, जो पाइप, रेलिंग, गेट और अन्य वस्तुओं की सुरक्षा करता है। एक अन्य ज्ञात कोटिंग गैल्वनीकरण है, जिसमें लोहे के टुकड़े पर कम उत्कृष्ट धातु की कोटिंग की जाती है। यह गैल्वनाइज्ड स्क्रू का मामला है, जिसमें लोहे की संरचना को जस्ता धातु से लेपित किया जाता है।
संक्षारण अवरोधक कार्बनिक या अकार्बनिक प्रकृति के रासायनिक पदार्थ होते हैं, जिन्हें जंग बनने की प्रक्रिया को रोकने के लिए पर्यावरण में मिलाया जाता है। विचार माध्यम में ऐसे उत्पाद उत्पन्न करना है जो सुरक्षात्मक फिल्म बनाते हैं और धातु के लिए बाधा के रूप में कार्य करते हैं, जिससे ऑक्सीकरण माध्यम से संपर्क करना मुश्किल हो जाता है। जंग से बचाव के तरीकों के बारे में अधिक जानने के लिए क्लिक करें यहाँ.
जंग और संक्षारण में क्या अंतर है?
जंग वास्तव में लोहे और उसके मिश्र धातुओं, जैसे स्टील, की संक्षारण प्रक्रिया के दौरान बनने वाला पदार्थ है। संक्षारण व्यापक है, क्योंकि यह धातुओं और मिश्र धातुओं के सहज विनाश की सभी प्रक्रियाओं से संबंधित है, पर्यावरण के साथ धातुओं और मिश्रधातुओं के बीच रासायनिक, जैव रासायनिक और विद्युत रासायनिक अंतःक्रिया के कारण होता है पर्यावरण। संक्षारण के दौरान, धातुएँ थर्मोडायनामिक रूप से अधिक स्थिर यौगिकों जैसे ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड, लवण या कार्बोनेट में परिवर्तित हो जाती हैं। इसलिए हम ऐसा कह सकते हैं जंग का बनना संक्षारण की प्रक्रियाओं में से एक है.
कुछ लेखकों का कहना है कि जंग गीले संक्षारण या संक्षारण की प्रक्रिया का परिणाम है इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री, क्योंकि ऐसी प्रक्रिया के लिए पानी की उपस्थिति की आवश्यकता होती है और ऐसा होता है अनायास.
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स्टेफ़ानो अरुजो नोवाइस द्वारा
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