Vì sao sắt lại bị gỉ?

Sắt là kim loại rất dễ bị gỉ. Hầu như các đồ vật bằng sắt bày trong viện bảo tàng đều có vết gỉ loang lổ. Dao thái rau nếu để vài tháng không dùng cũng sẽ bị gỉ. Hằng năm trên toàn thế giới có hàng triệu tấn thép biến thành sắt gỉ.

Sắt bị gỉ không chỉ vì tính hoạt động hóa học của nó mà còn do các điều kiện ngoại cảnh. Nước là một điều kiện quan trọng làm sắt bị gỉ. Các nhà hóa học đã chứng minh rằng nếu để sắt trong bầu không khí không có nước, dù qua nhiều năm nó cũng không bị gỉ. Tuy nhiên, chỉ riêng nước cũng không làm sắt gỉ. Nếu cho mảnh sắt vào bình kín chứa nước cất đã đun sôi, sắt cũng không bị gỉ. Nguyên nhân là chỉ khi có nước và oxy cùng tác dụng thì sắt mới bị gỉ. Ngoài ra, khí cacbon đioxit hòa tan trong nước cũng làm sắt bị gỉ. Thành phần của gỉ sắt rất phức tạp, chủ yếu gồm sắt oxit, sắt hyđroxit, sắt cacbonat…

Gỉ sắt vừa xốp vừa mềm, giống như bọt biển. Một mảnh sắt nếu bị gỉ hoàn toàn thì thể tích có thể tăng khoảng 8 lần. Mảnh sắt gỉ ở trạng thái như bọt biển rất dễ hấp thụ nước và nhanh chóng bị rã nát.

Còn có nhiều nhân tố làm sắt dễ bị gỉ hơn, như muối hòa tan trong nước, bề mặt đồ sắt không sạch, độ thô ráp của bề mặt, thành phần cacbon trong thép…

Người ta đã nghĩ ra nhiều biện pháp chống gỉ cho sắt thép. Cách thông dụng nhất là khoác cho đồ sắt thép một lớp “áo” bằng sơn hoặc mạ. Trên các cầu sắt cho xe hỏa, người ta thường sơn; trong các ống phun khí nóng, người ta phủ lớp sơn xì bằng bột nhôm; trên các đồ đựng, người ta mạ thiếc; còn các tấm tôn thường được mạ kẽm.

Biện pháp triệt để hơn để chống sắt gỉ là tạo cho sắt một “lõi bền”, tức thêm các kim loại khác để tạo thành thép hợp kim không gỉ. Loại thép hợp kim bền, ít gỉ chính là thép không gỉ được chế tạo bằng cách đưa niken, crom vào sắt.