ทำไมสแตนเลสไม่ขึ้นสนิม?

" สงสัยหรือไม่ครับว่าทำไมสแตนเลสไม่ขึ้นสนิม? "

Chromium (โครเมียม) คือปัจจัยสำคัญที่ช่วยป้องกันสแตนเลสจากสนิม

ก่อนที่จะมาดูกันว่า Chromium (โครเมียม) ช่วยป้องกันการเกิดสนิมได้อย่างไร ต้องทราบก่อนว่าสนิมคืออะไร

" Rust (สนิม) คืออะไร? "

Rust (สนิม) คือรูปแบบของการกัดกร่อนที่จะเกิดกับเหล็ก หรือ โลหะผสมเหล็ก ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ โดยเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทางเคมีที่ชื่อว่า Oxidation (ออกซิเดชั่น)

ปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดสนิม

• น้ำ หรือ ความชื้น (H2​O)

• ออกซิเจน (O2)

Rust (สนิม) ที่พบได้ตามธรรมชาติจะอยู่ในรูปแบบองค์ประกอบทางเคมี Hydrated iron(III) (Fe2O3·nH2O) และ iron(III) oxide-hydroxide (Fe(OH)2, Fe(OH)3)

โดยปกติที่ผิวหน้าของโลหะเหล็ก (Fe) เมื่อเจอกับความชื้นและออกซิเจนจะเกิดปฏิกิริยา Electrochemical ที่จะทำให้เหล็กสูญเสียอิเล็กตรอนให้แก่ออกซิเจน

Electrochemical reactions between Iron and water

Fe → Fe2+ + 2e− (เหล็กสูญเสียอิเล็กตรอน)

O2​ + 4e− + 2H2​O → 4OH− (ออกซิเจนรับอิเล็กตรอนจากเหล็ก)

หลังจากที่เหล็กที่ผิวฟอร์มตัวในลักษณะไอออน(Fe2+) จะพร้อมเกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่ทำให้เกิดสนิมได้ทันทีดังนี้

• Fe2+ + 2OH− → Fe(OH)2​ : Formation of Iron(II) Hydroxide

• 4Fe(OH)2​ + O2​ + 2H2​O → 4Fe(OH) : Oxidation to Iron(III) Hydroxide

• Fe(OH)3​ → Fe2​O3​⋅nH2​O : Formation of Rust

สรุปโดยง่าย

เหล็ก (Fe) + น้ำ (H2O) + ออกซิเจน (O2) = Rust (สนิม)

ดังนั้นการป้องกันไม่ให้เกิดสนิม คือ การป้องกันไม่ให้เนื้อเหล็กสามารถทำปฏิกิริยากับความชื้นและออกซิเจนในอากาศนั่นเอง

แล้วพระเอกของเรื่อง Chromium (โครเมียม) ช่วยป้องกันสนิมได้อย่างไร

Chromium (โครเมียม) ที่ถูกผสมเข้ากับโลหะเหล็กผสมมีหน้าที่สร้างชั้น Layer (ชั้นเคลือบ) เมื่อตัวมันเกิดปฏิกิริยา Oxidation แทนเนื้อเหล็ก(Fe) ในลักษณะองค์ประกอบเคมี Cr2O3 (Chromium Oxide Layer)

เมื่อเนื้อเหล็กที่สามารถเกิดสนิมได้ไม่เจอกับความชื้นและออกซิเจน จึงไม่สามารถที่จะเกิดปฏิกิริยาการกัดกร่อนได้นั่นเองครับ