Сегодня узнал про «жертвенные аноды» для защиты от коррозии. Это механизм защиты корпуса корабля от ржавчины называется «катодная защита». Заключается он в том, что если соединить два разных металла проводником или напрямую, от одного к другому начинает протекать электрический ток. Всё из-за того, что в разных металлах электроны в атомах удерживаются с разной силой. Так что электроны физически перекачиваются из одного металла в другой. Примерно на таком же принципе, кстати, работают батарейки. Так вот, на корпус корабля крепятся специальные брусочки, обычно из цинка, и возникает поток электронов из цинка, и по сути весь корабль становится огромной батарейкой, из-за чего коррозии подвергается не сам корпус, а материал этих брусочков. Поэтому их и называют жертвенными анодами.
Как вообще работает коррозия? Это окислительно-восстановительная реакция, протекающая в два этапа. Сначала окисляется металл, то есть его атомы теряют электроны и становятся положительно заряженными ионами. Потом идёт восстановление: они соединяются с ионами OH, которых в воде полным-полно, и получается ржавчина. Всё это упрощенно, разумеется.
Главное, что оба этих процесса происходят в одном и том же месте на поверхности металла. А вот катодная защита разносит их в пространстве. На жертвенном аноде строго идёт окисление — из атомов цинка уходят электроны, а железо является катодом, где идёт восстановление излишков электронов. Восстанавливаются ионы из воды, но при этом атомы железа остаются нетронутыми — чего и требовалось добиться. В процессе анод разрушается, но его всегда можно заменить на новый. Пока он есть, никакой ржавчины образовываться не будет.
Очень впечатляет, как эти маленькие брусочки спасают такую махину, принося себя в жертву.
Кстати, система катодной защиты также используется скажем для небоскреба Burj Khalifa в Дубае. Под землей там титановая сетка с подаваемым на нее импульсным током. Если этот генератор вырубить, то говорят, здание долго не простоит. Бурдж Халифа расположен в районе с высокой влажностью и соленостью воздуха из-за близости к Персидскому заливу, и вообще строить небоскребы там странная идея. Но вот с такими инженерными выкрутасами можно.
А ещё днище корпуса часто красят (или красили) в красный цвет. Оказалось, что без этого днище корабля быстро покрылось бы морскими организмами, такими как водоросли и ракушки (они называются обрастатели). Исторически красный цвет использовался в антиобрастающих красках, содержащих оксид меди, железный сурик и другие компоненты. Медь (Cu) и её соединения (оксид меди (CuO) и медный купорос (CuSO4)) обладают токсичностью для многих морских организмов. Ионы меди (Cu²⁺), высвобождающиеся из покрытия, вмешиваются в метаболические процессы морских организмов, нарушая их способность к прикреплению и росту. Кроме этого, на поверхности меди образуется защитная оксидная плёнка, которая предотвращает дальнейшее окисление. Сейчас уже химия далеко ушла вперед и цвет защитного слоя может быть любым, просто исторически используют красный. Да и ракушки уже привыкли
