Kemičar u kući (#49): joj, joj, korozija

U serijalu „Kemičar u kući“ objavljujemo kemijske zanimljivosti iz svakodnevnog života. Želimo vam pokazati kako znanje kemije može svakome, pa i ne-kemičaru, pomoći u svakodnevnom životu.

Nenad Raos nedjelja, 26. prosinca 2021. u 06:00

Nisam još došao na more a da mi se sjećanje nije vratilo na jedan davni, davni kemijski pokus kojeg sam još kao dječak radio: organska tvar, organski spoj nanese se na bakrenu žicu, a potom se žica unese u plamen. Oboji li se plamen zeleno, to je znak da u kemijskom spoju ima klora. Klor s bakrom naime gradi klorid, čije pare daju plamenu zelenu boju. Bakar i klor vole se jako. No to, da se bakar i klor vole jako, ono što sam ja znao u dobi od 15 godina, a kemičari znali još u 19. stoljeću (jer ovdje je riječ o analitičkoj metodi, Beilsteinovoj probi za detektiranje klora), ne znaju milijuni ljudi još ni danas, u 21. stoljeću, premda se ta ljubav svugdje i svakome pokazuje, a ponajviše onima koji žive blizu mora.

To govorim zato što vidim u našim primorskim krajevima bakrene oluke („jer su bolji od pocinčanih“), a na krovovima solarne grijače s bakrenim cijevima, pa još kromirane ograde uz more i rukohvate koji u njega vode. Tko to radi? To čine svi, i nikome, ni onima koji ih proizvode niti onima koji ih kupuju ne pada na pamet da u moru ima soli, natrijeva klorida, a to znači da ima i klora.

O čemu je ovdje riječ? O korozivnom djelovanju klora. Kada se bakar izloži zraku, na njemu se stvara patina. Patina je bazični bakrov karbonat, vrlo sličan mineralu malahitu, Cu2(CO3)(OH)2. Ona nastaje reakcijom bakra s ugljikovim dioksidom. No tako što se ne dešava na morskom zraku. U njemu se nalaze čestice soli koje reagiraju s bakrom stvarajući topljivi bakrov klorid. Rezultat: sol, morski zrak, a posebice morska voda razjedaju bakar. (Iznimka je jedino naročita slitina, aluminijeva bronca, koja osim bakra i aluminija sadrži još nikal i željezo. Od nje se izrađuju brodski vijci.)

Nije ništa bolje ni s „vječnim“ kromom. Krom je plemeniti metal, pa bi stoga trebao biti otporan na koroziju, no problem je što se krom ne nanosi izravno na željezo. Između sloja kroma i sloja željeza nalazi se sloj bakra, pa je dovoljna mala pukotina na kromu da morska voda obavi svoje razorno djelovanje. Posljedica toga su zelene mrlje koje se pojavljuju na sjajnome kromu. Ljubav bakra i klora (ne)lijepo se vidi.

I što činiti? Čime je najbolje zaštititi željezo od korozije, posebice od one izazvane klorom?

Odgovor leži u cinku. Željezo treba presvući cinkom, treba ga dakle pocinčati. Pocinčani lim najbolji je materijal za sve što se gradi pokraj mora. Zašto?

Jednostavno zato što korozija većinom nastaje zato što se stvara galvanski članak između dva metala. Pri tome će se jedan od njih, onaj manje plement, oksidirati. U slučaju cinka i željeza oksidirat će se cink, pa sve dok se ne potroši cink korozija neće načeti željezo. Takav tip zaštite izvanredno je djelotvoran. Čitav se brodski trup može zaštititi od korozije s nekoliko kilograma magnezija, koji se za njega pričvrsti. Sve dok se taj komad magnezija ne istroši, brod je siguran od pogubnog djelovanja morske vode.

No te ćemo trikove zanata prepustiti brodograditeljima i graditeljima mostnih konstrukcija. Nama je najvažnije da nemamo koroziju u našoj kući.

Iz ljubavi bakra i klora možemo naučiti da trebamo biti vrlo oprezni kad uklanjamo kamenac. Najbolje sredstvo za njegovo otapanje je solna kiselina, no nikako je ne smijemo koristiti kada se kamenac stvara na bakrenoj podlozi. Zato profesionalni čistači plinskih bojlera skidaju kamenac octenom, a ne solnom kiselinom. Isto tako trebamo biti oprezni kada čistimo kupaonicu, jer su mnogi dijelovi vodovodnih instalacija kromirani, pa solna kiselina, zbog sloja bakra ispod sloja kroma, može prouzročiti nastanak ružnih zelenih mrlja na tušu i slavini.

Kada pak nešto spajamo, opet trebamo paziti na koroziju. Aluminijski lim ne smijemo spajati željeznim vijcima ili ga zabijati za drvenu podlogu željeznim čavlima jer će na mjestu spoja nastati galvanski članak – a s njime i korozija. 

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib, Modru lastu te, naravno, Bug online. Autor je više stručnih  i 13 znanstveno-popularnih knjiga, među njima i knjige  „Deset kemijskih pokusa koji su promijenili svijet“ koja je izišla 2000. godine kao prošireni katalog istoimene izložbe u zagrebačkom Tehničkom muzeju Nikola Tesla. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.