جلوگیری از خوردگی فلزات و خرابی‌های ناشی از آن، از موارد مهمی است که نیازمند استفاده از ابزارهایی مانند هافسل می‌باشد. آیا شما این نام را به تازگی شنیده‌اید و درباره علت، نحوه استفاده و نقش آن در حفاظت کاتدی از فلزات آگاهی دارید؟
ما در اینجا هستیم تا به سوالات شما در این زمینه پاسخ دهیم.
علت استفاده از نیمه سلول (Half-Cell)
خوردگی یک فرآیند طبیعی است که در صورت قرار گرفتن سازه‌ها در معرض عواملی مانند CO2 یا کلرید، رخ می‌دهد.
این واکنش می‌تواند به عنوان مثال در صنعت ساختمان‌سازی، باعث نفوذ فولاد در بتن شده و به دوام و ایمنی سازه تهدید جدی ایجاد کند.
بنابراین، نظارت دقیق و قابل اعتماد بر خوردگی بسیار مهم است.
الکترومترها ابزاری هستند که از دو نیم‌سلول تشکیل شده‌اند و با استفاده آسان، می‌توانند به راحتی شرایط و خوردگی احتمالی میلگردها و سازه‌های فولادی درون بتن را اندازه‌گیری کنند.
در این مقاله، قصد داریم با بررسی رابطه بین پتانسیل‌های الکترود استاندارد و واکنش‌های ساده آن، با استفاده از هافسل به عنوان یکی از روش‌های مهم حفاظت کاتدی، آشنا شویم.
با ما همراه باشید تا این موضوع را برایتان توضیح دهیم..
هافسل چیست؟
یک سلول الکتروشیمیایی قادر است دو واکنش نیمه را به صورت جداگانه انجام دهد، به طوری که الکترون‌ها از یک واکنش به واکنش دیگر از طریق یک سیم خارجی عبور می‌کنند.
این اصل کار برای تمامی باتری‌ها و سلول‌های خشک صدق می‌کند.
در یک بخش از سلول، واکنش اکسیداسیون در حال انجام است و در بخش دیگر، واکنش کاهش رخ می‌دهد.
الکترون‌هایی که در واکنش اکسیداسیون از بین می‌روند، از طریق مدار خارجی به واکنش احیا می‌روند و در آنجا عامل اکسید کننده را کاهش می‌دهند.
بخش‌های سلول الکتروشیمیایی که به صورت جداگانه عمل می‌کنند، به آنها نیمه سلول یا هافسل (Half-Cell) گفته می‌شود.
انرژی در اینجا به عنوان انرژی الکتریکی به جای انرژی حرارتی استفاده می‌شود.
باتری‌ها دارای دو ترمینال، یعنی ترمینال مثبت و ترمینال منفی هستند.
اختلاف پتانسیل بین ترمینال مثبت و منفی به ولتاژ اندازه‌گیری می‌شود.
آزمایش هافسل روی و مس
در این بخش از مقاله، قصد داریم به بررسی مواردی بپردازیم که اگر نیمی از سلول روی را با نیمه سلول مسی ترکیب کنیم، چه اتفاقی خواهد افتاد.
با استفاده از نوارهای فلزی غوطه‌ور در محلول‌های یون‌های فلزی، می‌توان یک سلول ساده ایجاد کرد.
به عنوان مثال، سلول مس و روی از دو نیمه سلول تشکیل شده است.
برای برقراری ارتباط بین دو هافسل، نیاز به یک پل نمک (نوار کاغذ صافی) آغشته به نیترات پتاسیم اشباع شده است.
پل نمک حاوی یون‌های مثبت و منفی است.
هر یک از نیمه سلول‌ها باید منفی‌تر شوند (یعنی حاوی ماده اکسیدکننده باشند) تا یون‌های مثبت را از پل نمک دریافت کنند و این بار را کاهش دهند.
نیمه سلولی که مثبت‌تر می‌شود (یعنی حاوی عامل احیاکننده است)، یون‌های منفی را از پل نمک دریافت می‌کند.
