ধাতু ও সংকর ধাতুর ক্ষয়: লক্ষণ, কারণ ও প্রতিকার

ক্ষয় কী

খোলা বাতাসে দীর্ঘদিন থাকলে বিশুদ্ধ ধাতু বা সংকর ধাতুর ওপর ভিন্ন রঙের একটি নতুন পদার্থ জমে। একে ধাতুর ক্ষয় বলে।

• লোহার ক্ষয়: জানালার গ্রিল, আলমারির মতো লোহার জিনিসে লালচে বাদামি মরিচা পড়ে। মরিচা হলো আর্দ্র ফেরিক অক্সাইড, $\mathrm{Fe_2O_3{\cdot}nH_2O}$।
• তামা, পিতল ও কাঁসার ক্ষয়: এদের ওপর কালো, বাদামি বা সবুজ আস্তরণ পড়ে, একে তাম্রমল বলে। এতে $\mathrm{Cu_2O}$, $\mathrm{Cu_2S}$ এর মতো নানা পদার্থ থাকে, তাই এর নির্দিষ্ট সংকেত নেই।

কারণ

ধাতু বাতাসে ইলেকট্রন ত্যাগ করে ধনাত্মক আয়ন হয় (জারণ), আর বাতাসের কোনো উপাদান সেই ইলেকট্রন নিয়ে ঋণাত্মক আয়ন হয় (বিজারণ)। তাই ক্ষয় একটি জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া। লোহায় মরিচা পড়তে অক্সিজেন ও পানি দুটোই লাগে। ধাপগুলো:

• $2\mathrm{Fe} \rightarrow 2\mathrm{Fe^{2+}} + 4e^-$ (জারণ)
• $\mathrm{O_2} + 4\mathrm{H^+} + 4e^- \rightarrow 2\mathrm{H_2O}$ (বিজারণ)
• $4\mathrm{Fe^{2+}} + 4\mathrm{H^+} + \mathrm{O_2} \rightarrow 4\mathrm{Fe^{3+}} + 2\mathrm{H_2O}$
• $\mathrm{Fe^{3+}} + 3\mathrm{OH^-} \rightarrow \mathrm{Fe(OH)_3}$
• $2\mathrm{Fe(OH)_3} \rightarrow \mathrm{Fe_2O_3{\cdot}3H_2O}$

মরিচা ঝাঁঝরা, তাই বাতাস ও পানি ভেতরে ঢুকে ক্ষয় চলতে থাকে।

প্রতিকার

ধাতুকে বাতাসের অক্সিজেন ও পানির সংস্পর্শ থেকে আলাদা রাখলে ক্ষয় হয় না।

• রং করা: লোহার দরজা-জানালায় রং লাগানো হয়।
• ইলেকট্রোপ্লেটিং: তড়িৎ বিশ্লেষণ দিয়ে বেশি সক্রিয় ধাতুর ওপর কম সক্রিয় ধাতুর প্রলেপ দেওয়া হয়। যেমন $\mathrm{CuSO_4}$ দ্রবণে তামার দণ্ডকে ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্তে ও প্রলেপ নেওয়া জিনিসকে ঋণাত্মক প্রান্তে যুক্ত করা হয়।
• গ্যালভানাইজিং: যেকোনো ধাতুর ওপর জিংকের প্রলেপ দেওয়া, এতে তড়িৎ বিশ্লেষণ লাগে না। টিনের চালে এর ব্যবহার দেখা যায়।

মনে রাখো: লোহায় মরিচা পড়তে অক্সিজেন ও পানি দুটোই দরকার; রং, ইলেকট্রোপ্লেটিং ও গ্যালভানাইজিং দিয়ে ধাতুকে বাতাস ও পানি থেকে আলাদা রেখে ক্ষয় ঠেকানো যায়।