Коррозия металлов — что это такое? Виды и примеры
Коротко о главном
Коррозия металлов или ржавление в химии — это явление, которое возникает из-за взаимодействия металлической пластинки с веществами окружающей среды (кислородом воздуха или кислотами, с которыми может реагировать металлическое изделие).
Обычно окисляются металлы, включая железо, которые находятся левее водорода в ряду напряжений.
Чаще всего встречаются химическая и электрохимическая коррозии. Чтобы понять, чем они отличаются друг от друга, давайте сравним их по нескольким критериям в таблице ниже.
Таблица 1. Сравнение химической и электрохимической коррозии металлов | ||
---|---|---|
Признаки сравнения | Химическая коррозия | Электрохимическая коррозия |
Определение | Разрушение металлов в из-за взаимодействия с газами или растворами, которые не проводят электрический ток | Разрушение металла, при котором возникает электрический ток в воде или среде другого электролита |
Агрессивные реагенты | O2, пары H2O, CO2, SO2, Cl2 | Растворы электролитов |
Примеры | 3Fe + 2O2 → Fe3O4 | 4Fe + 3O2 + 6H2O = 4 Fe(OH)3 При контакте железа с цинком коррозии подвергается цинк: А (+) на цинке: Zn0 — 2e— = Zn2+. К (–) на железе: 2H+ + 2e— = H2. |
Защитить металл от коррозии можно по-разному: покрытием защитными материалами, электрохимическими методами, шлифованием и т. д. Далее — подробно обо всем этом.
Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова
Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков
Что такое коррозия
Коррозия — это самопроизвольное разрушение элементов, чаще всего металлов, под действием химического или физико-химического влияния окружающей среды.
Иными словами, из-за химического воздействия железо начинает ржаветь. Это весьма сложный процесс, который состоит из несколько этапов. Но суммарное уравнение коррозии выглядит так:
4Fe + 6H2O (влага) + 3O2 (воздух) = 4Fe(OH)3.
Часто под коррозией понимают химическую реакцию между материалом и средой либо между их компонентами, которая протекает на границе раздела фаз. Обычно это окисление металла. Например:
3Fe + 2О2 = Fe3O4;
Fe + H2SO4 = FeSО4 + Н2.
Некоторые металлы, даже активные, покрываются плотной оксидной пленкой при коррозии. Это одна из их характерных черт. Оксидная пленка не дает окислителям проникнуть в более глубокий слой и поэтому защищает металл от коррозии. Алюминий обычно устойчив при контакте с воздухом и водой, даже горячей. Тем не менее, если поверхность алюминия покрыть ртутью, то образуется амальгама. Она разрушает оксидную пленку, и алюминий начинает быстро превращаться в белые хлопья метагидроксида алюминия:
Коррозии подвергаются и многие малоактивные металлы. Например, поверхность медного изделия покрывается патиной — зеленоватым налетом. Это происходит потому, что на ней образуются смеси основных солей.
Виды коррозии металлов
Химическая коррозия
Химическая коррозия — это процесс разрушения металла, который связан с реакцией между металлом и коррозионной средой.
Химическая коррозия протекает без воздействия электрического тока, и в результате этой реакции металлы окисляются. Этот вид коррозии можно разделить на два подвида:
Их них более распространенной считают газовую коррозию. Она протекает во время прямого контакта твердого тела с активным газом воздуха. Чаще всего это кислород. В результате на поверхности тела образуется пленка продуктов химической реакции между веществом и газом. Дальше эта пленка мешает контакту корродирующего материала с газом. При высоких температурах газовая коррозия развивается интенсивно. Возникшая при этом пленка называется окалиной, которая со временем становится толще.
Важную роль в процессе коррозии играет состав газовой среды. Но для каждого металла он индивидуален и изменяется с переменой температур.
Электрохимическая коррозия
Электрохимическая коррозия — это разрушение металла, которое протекает при его взаимодействии с окружающей средой электролита.
Этот вид коррозии считают наиболее распространенным. Самым важным происхождением электрохимической коррозии является то, что металл неустойчив в окружающей среде с точки зрения термодинамики. Вот несколько ярких примеров этой реакции: ржавчина в трубопроводе, на обшивке днища морского судна и на различных металлоконструкциях в атмосфере.
В механизме электрохимической коррозии обычно выделяют два направления: гомогенное и гетерогенное. Разберем их подробнее в таблице ниже.
Гетерогенный механизм электрохимической коррозии | |
---|---|
Поверхность металла рассматривается как однородный слой. | У твердых металлов поверхность неоднородна из-за структуры сплава, в котором атомы по-разному расположены в кристаллической решетке. |
Растворение металла происходит из-за термодинамической возможности для катодного или анодного процессов. | Неоднородность можно наблюдать при наличии в сплаве каких-либо включений. |
Скорость, с которой протекает электрохимическая коррозия, зависит от времени протекания процесса. |
В электрохимической коррозии протекает одновременно два процесса на аноде и на катоде, которые зависят друг от друга. Растворение основного металла происходит только на анодах. Анодный процесс заключается в том, что ионы металла отрываются и переходят в раствор:
Fe → Fe2+ + 2e.
В результате происходит реакция окисления металла. В данном случае анод заряжается отрицательно.
При катодном процессе избыточные электроны переходят в молекулы или атомы электролита, которые, в свою очередь, восстанавливаются. На катоде идет реакция восстановления. Он носит заряд положительного электрода.
O2 + 2H2O + 4e → 4OH—
2H+ + 2e → H2
Торможение одного процесса приводит к торможению и другого процесса. Окисление металла может происходить только в анодном процессе.
Пошаговый гайд от Екатерины Мурашовой о том, как перестать делать уроки за ребёнка и выстроить здоровые отношения с учёбой.
Как защитить металлы от коррозии
От коррозии можно и нужно защищаться. Чтобы уберечь металлы от этой реакции, их покрывают защитными материалами, обрабатывают электрохимическими методами, шлифованием и т. д. Рассмотрим все эти способы подробнее.
Способ № 1. Защитные покрытия.
Для защиты от коррозии металлические изделия покрывают другим металлом, т. е. производят никелирование, хромирование, цинкование, лужение и т. д. Еще один вариант защиты — покрыть поверхность металла специальными лаками, красками, эмалями.
Способ № 2. Легирование.
Легирование — это введение добавок, которые образуют защитный слой на поверхности металла. Например, при легировании железа хромом и никелем получают нержавеющую сталь.
Способ № 3. Протекторная защита.
Протекторная защита — это способ уберечь металл от коррозии, при котором металлическое изделие соединяют с более активным металлом. Этот второй металл в итоге и разрушается в первую очередь.
Способ № 4. Электрохимическая защита.
Чтобы защитить металлы от электрохимической коррозии, нейтрализуют ток, который возникает при ней. Это делают с помощью постоянного тока, который пропускают в обратном направлении.
Способ № 5. Изменение состава среды путем добавления ингибиторов.
Для защиты от коррозии используют специальные средства, которые ее замедляют — ингибиторы. Они изменяют состояние поверхности металла — образуют труднорастворимые соединения с катионами металла. Защитные слои, образованные ингибиторами, всегда тоньше наносимых покрытий.
Способ № 6. Замена корродирующего металла на другие материалы: керамику и пластмассу.
Способ № 7. Шлифование поверхностей изделия.
Проверьте себя
Что такое коррозия?
Где в повседневной жизни можно встретить ржавление железа и других металлов? Приведите примеры.
Гидроксид железа Fe(OH)3 называют:
а ржавчина;
б) окалина;
в) патина.
Что является причиной возникновения коррозии?
Чем отличаются химический и электрохимический типы коррозии?
Что такое коррозионная среда?
Узнайте все о коррозии металлов и разберитесь в других темах за 9 класс на онлайн-курсах по химии в Skysmart! Наши преподаватели помогут выяснить, где скрываются пробелы в знаниях, и восполнить их. Никаких скучных задач и сухих лекций — только интерактивные упражнения, опыты и теория простым языком. Все это поможет разобраться даже в тех темах, которые не давались в школе. Ждем на бесплатном вводном уроке!
Коррозия металла: почему ржавеет кузов и как с этим бороться
Автор: Борис Игнашин
Думаете, что ржавчина — это проблема владельцев 15-летних «Жигулей»? Увы, рыжими пятнами покрываются и гарантийные авто, даже если кузов оцинкован. Разбираемся, как правильно ухаживать за металлом и можно ли защитить его от коррозии раз и навсегда.
Что такое кузов? Конструкция из тонкого листового металла, причем разных сплавов и со множеством сварных соединений. И еще не нужно забывать о том, что кузов используется как «минус» для бортовой сети, то есть постоянно проводит ток. Да он просто обязан ржаветь! Попробуем разобраться, что же происходит с кузовом машины и как с этим бороться.
Что такое ржавчина?
Коррозия железа или стали — процесс окисления металла кислородом в присутствии воды. На выходе получается гидратированный оксид железа — рыхлый порошок, который мы все называем ржавчиной.
Разрушения автомобильного кузова относят к классическим примерам электрохимической коррозии. Но вода и воздух — это лишь часть проблемы. Помимо обычных химических процессов важную роль в нем играют гальванические пары, возникающие между электрохимически неоднородными парами поверхностей.
Уже вижу, как на лицах читателей-гуманитариев возникает скучающее выражение. Не пугайтесь термина «гальваническая пара» — мы не на лекции по химии и сложных формул приводить не будем. Эта самая пара в частном случае — всего лишь соединение двух металлов.
Металлы, они почти как люди. Не любят, когда к ним прижимается кто-то чужой. Представьте себя в автобусе. К вам прижался помятый мужчина, вчера отмечавший с друзьями какой-нибудь День монтажника-высотника. Вот это в химии называется недопустимой гальванической парой. Алюминий и медь, никель и серебро, магний и сталь… Это «заклятые враги», которые в тесном электрическом соединении очень быстро «сожрут» друг друга.
Вообще-то, ни один металл долго не выдерживает близкого контакта с чужаком. Сами подумайте: даже если к вам прижалась фигуристая блондинка (или стройная шатенка, по вкусу), то первое время будет приятно… Но не будешь же так стоять всю жизнь. Особенно под дождем. Причем тут дождь? Сейчас все станет понятно.
В автомобиле очень много мест, где образуются гальванические пары. Не недопустимые, а «обычные». Точки сварки, кузовные панели из разного металла, различные крепежные элементы и агрегаты, даже разные точки одной пластины с разной механической обработкой поверхности. Между ними всеми постоянно есть разность потенциалов, а значит, в присутствии электролита будет и коррозия.
Стоп, а что такое электролит? Пытливый автомобилист вспомнит, что это некая едкая жидкость, которую заливают в аккумуляторы. И будет прав лишь отчасти. Электролит — это вообще любая субстанция, проводящая ток. В аккумулятор заливают слабый раствор кислоты, но не обязательно поливать машину кислотой, чтобы ускорить коррозию. С функциями электролита прекрасно справляется обычная вода. В чистом (дистиллированном) виде она электролитом не является, но в природе чистой воды не встречается…
Таким образом, в каждой образовавшейся гальванической паре под воздействием воды начинается разрушение металла на стороне анода — положительно заряженной стороны. Как победить этот процесс? Запретить металлам корродировать друг от друга мы не можем, но зато можем исключить из этой системы электролит. Без него «допустимые» гальванические пары могут существовать долго. Дольше, чем служит автомобиль.
Как с ржавчиной борются производители?
Самый простой способ защиты — покрыть поверхность металла пленкой, через которую электролит не проникнет. А если еще и металл будет хорошим, с низким содержанием примесей, способствующим коррозии (например серы), то результат получится вполне достойным.
Но не воспринимайте слова буквально. Пленка — это необязательно полиэтилен. Самый распространенный вид защитной пленки — краска и грунт. Также ее можно создать из фосфатов металла, обработав поверхность фосфатирующим раствором. Входящие в его состав фосфоросодержащие кислоты окислят верхний слой металла, создав очень прочную и тонкую пленку.
Прикрыв фосфатную пленку слоями грунта и краски можно защитить кузов машины на долгие годы, именно по такому «рецепту» готовили кузова на протяжении десятков лет, и, как видите, довольно успешно — многие машины производства пятидесятых-шестидесятых годов смогли сохраниться до наших времен.
Но далеко не все, ведь со временем краска склонна к растрескиванию. Сначала не выдерживают внешние слои, потом трещины добираются до металла и фосфатной пленки. А при авариях и последующем ремонте покрытия часто наносят, не соблюдая абсолютной чистоты поверхности, оставляя на ней маленькие точки коррозии, которые всегда содержат в себе немного влаги. И под пленкой краски начинает появляться новый очаг разрушения.
Можно улучшать качество покрытия, применять все более эластичные краски, слой которых может быть чуть надежнее. Можно покрыть пластиковой пленкой. Но есть лучшая технология. Покрытие стали тонким слоем металла, имеющего более стойкую оксидную пленку, использовалось давно. Так называемая белая жесть — листовая сталь, покрытая тонким слоем олова, знакома всем, кто хоть раз в жизни видел консервную банку.
Олово для покрытия кузовов машин уже давно не применяют, хотя байки про луженые кузова ходят. Это отголосок технологии выправления брака при штамповке горячими припоями, когда часть поверхности вручную покрывали толстым слоем олова, и иногда самые сложные и важные части кузова машины и правда оказывались неплохо защищены.
Современные покрытия для предотвращения коррозии наносятся в заводских условиях до штамповки кузовных панелей, и в качестве «спасателей» используется цинк или алюминий. Оба этих металла, помимо наличия прочной оксидной пленки, обладают еще одним ценным качеством — меньшей электроотрицательностью. В уже упомянутой гальванической паре, которая образуется после разрушения внешней пленки краски, они, а не сталь будут играть роль анода, и, пока на панели остается немного алюминия или цинка, разрушаться будут именно они. Этим их свойством можно воспользоваться иначе, просто добавив немного порошка таких металлов в грунт, которым покрывают металл, что даст кузовной панели дополнительный шанс на долгую жизнь.
В некоторых отраслях промышленности, когда стоит задача защитить металл, применяют и другие технологии. Серьезные металлоконструкции могут быть оборудованы и специальными пластинами-протекторами из алюминия и цинка, которые можно менять со временем, и даже системами электрохимической защиты. С помощью источника напряжения такая система переносит анод на какие-то части конструкции, не являющиеся несущими. На автомобилях подобные вещи не встречаются.
Многослойный бутерброд, состоящий из слоя фосфатов на поверхности стали или цинка, слоя цинка или алюминия, антикоррозийного грунта с цинком и нескольких слоев краски и лака, даже в очень агрессивной внешней среде вроде обычного городского воздуха с влагой, грязью и солью позволяет сохранить кузовные панели на десяток-другой лет.
В местах, где слой краски легко повреждается (например на днище) используют толстые слои герметиков и мастики, которые дополнительно защищают поверхность краски. Мы привыкли называть это «антикором». Дополнительно во внутренние полости закачивают составы на основе парафина и масел, их задача вытеснять влагу с поверхностей, тем самым еще улучшая защиту.
Ни один из способов по одиночке не дает стопроцентной защиты, но все вместе они позволяют производителям давать восьми-десятилетнюю гарантию на отсутствие сквозной коррозии кузова. Однако нужно помнить, что коррозия подобна смерти. Ее приход можно замедлить или отложить, но нельзя исключить совсем. В общем, что мы говорим ржавчине? Правильно: «Не сегодня». Или, перефразируя современного классика, «не в этом году».
Как продлить жизнь кузову?
Итак, как бы вы ни любили свой автомобиль, рано или поздно он превратится в кучку гидратированного оксида железа. Но это не повод расстраиваться — жизнь кузовному металлу можно и нужно продлить. Для этого следуйте несложным советам от Kolesa.Ru.
- Гарантия на отсутствие сквозной коррозии действует только при правильном восстановительном ремонте у дилера, не забывайте об этом. На ТО необходимо восстанавливать лакокрасочное покрытие (ЛКП) по правильной технологии.
- Не пренебрегайте дополнительной антикоррозийной защитой — масляные и парафиновые пленки высыхают и испаряются, их нужно обновлять.
- Держите кузов машины чистым. Грязь вбирает влагу, которая таким образом сохраняется на поверхности и долго выполняет свою разрушительную функцию, потихоньку проникая через микротрещины к железу.
- Своевременно восстанавливайте повреждения ЛКП, даже если кузов оцинкованный. Ведь то, что «голый» металл не ржавеет, является следствием постоянного «расхода» металлов-защитников, а их на поверхности отнюдь не килограммы.
- Пользуйтесь услугами квалифицированных кузовных сервисов, ведь правильное восстановление поверхности требует очень аккуратной и чистой работы, с полным пониманием происходящих процессов. А предложения просто закрасить всё слоем краски потолще обязательно приведут вас в кузовной цех еще раз, причем с куда более серьезными повреждениями металла.
<a href=»http://polldaddy.com/poll/8389175/»>Приходилось ли бороться с ржавчиной на кузове?</a>
Читайте также:
практика
Новые статьи
Статьи / Авто с пробегом Вдоль по трассе 60: опыт владения BMW 325i E36 Обзавестись автомобилем из культового роуд-муви «Трасса 60» – задача в нашей стране непростая. Это и длительные поиски, и «параллельный импорт», и сложная логистика, и годы мучительного ожид… 345 1 0 06.10.2022
Статьи / Авто с пробегом Range Rover Evoque I с пробегом: нержавеющий кузов, отсталая мультимедиа и слабая электрика Внедорожники Range Rover традиционно были большими, прожорливыми и даже немного неуклюжими. Выход модели Evoque сломал все стереотипы о том, какой может быть машина этой британской марки. Но… 1296 1 1 05.10.2022
Статьи / Популярные вопросы Какую страховку нужно оформить для выезда за рубеж на автомобиле Если вы решились на путешествие за границу на своем автомобиле, нужно учитывать, что полис ОСАГО, купленный в России, не работает за ее пределами. Чтобы ездить по территории других стран, по… 269 0 1 04.10.2022
Популярные тест-драйвы
Тест-драйвы / Тест-драйв Haval Dargo против Mitsubishi Outlander: собака лает, чужестранец идет В дилерском центре Haval на юге Москвы жизнь кипит: покупатели разглядывают машины, общаются с менеджерами и подписывают какие-то бумаги. Пока я ждал выдачи тестового Dargo, такой же кроссов… 12487 7 141 13.09.2022
Тест-драйвы / Тест-драйв Мотор от Mercedes, эмблема от Renault, сборка от Dacia: тест-драйв европейского Logan 1,0 Казалось бы, что нового можно рассказать про Renault Logan второго поколения, известный каждому российскому таксисту, что называется, вдоль и поперёк? Однако конкретно в этом автомобиле есть. .. 10947 10 41 13.08.2022
Тест-драйвы / Тест-драйв Geely Coolray против Haval Jolion: бесплатный сыр? Если бы! Хотите купить сегодня машину с полноценной гарантией, в кредит по адекватной ставке, без диких дилерских накруток? Сейчас это та еще задачка, ведь полноценную цепочку «представительство – з… 7890 25 30 10.08.2022
Соединения железа — свойства, валентность железа в реакциях с веществами » Kupuk.net
Железо (Fe) — это один из наиболее распространенных химических элементов. Соединения железа массово используются в химической промышленности, народном хозяйстве. Сплавы железа с другими элементами стали основой большинства строительных материалов или деталей автомобилей и другой техники.
Но о применении железа поговорим позже. Сначала обозначим характеристики этого необыкновенного элемента.
Fe — строение, признаки, расположение в таблице Менделеева
Железо (Fe) — элемент 8б группы 4 периода. Порядковый номер в периодической системе — 26. Отметим, что кобальт (Co) и никель (Ni), входящие в 8б группу таблицы Менделеева, включены в семейство железа. Строение электронной оболочки атома Fe таково:
1s22s22p63s23p63d64s2
Электронное строение атома данного элемента обусловливает характерные степени окисления: +2 и + 3. Железо также может находиться в степени +6. О некоторых исключениях и интересных веществах, где этот элемент проявляет необычные свойства, поговорим чуть позже.
Рис. 1. Характеристика железа
Свойства Fe
Перед тем, как начать ознакомление со всеми соединениями железа, необходимо иметь представление о его физических и химических свойствах. Нельзя сказать, чтобы химические способности данного элемента выделялись среди ему подобных, но физические свойства обусловливают его ценность и уникальность.
Важно! Этот химический элемент в немалом количестве содержится в горах. Огромные залежи располагаются на Урале, в Сибири и других регионах России. Богаты железными рудами Украина, Прибалтика и т.д.
Физические свойства
Железо — ковкий и довольно прочный металл серебристо-белого цвета. На воздухе поддается коррозии с появлением желто-оранжевого налета — ржавчины. В чистом кислороде железо горит, а в обычных условиях кристаллизуется. Если брать только чистое железо, то оно является мягким и пластичным.
Химические свойства
Fe является химически активным элементом и чаще всего играет роль восстановителя. Итак, рассмотрим основные химические взаимодействия различных веществ с данным элементом:
- Железо с легкостью вступает в реакции с соляной и разбавленной серной кислотами, образуя на выходе водород и соответствующие соли.
- Также взаимодействует с концентрированной серной кислотой, но по иному механизму. Здесь происходит образование кислотного оксида, соли и воды.
- Удачно реагирует с разбавленной азотной кислотой, а в аналогичной кислоте высокой концентрации железо пассивируется. Оксидная пленка покрывает поверхность металла, вследствие чего замедляется процесс коррозии.
Теперь перейдем к детальному изучению способностей соединений железа.
Соединения Fe (+2)
Начнем с тех веществ, где железо проявляет наименьшую окислительную степень после нуля — + 2. Данную степень этот химический элемент способен проявлять в различных бинарных соединениях, а также в сложных и комплексных солях.
Оксид железа II — FeO
Получить его возможно, если восстанавливать с помощью водорода оксид железа III. В целом FeO можно считать амфотерным оксидом, но в нем больше преобладают основные свойства. Представляет собой черный порошок, который невозможно растворить в воде. Ценится за свое быстрое окисление и восстановление до изначального вещества.
Гидроксид железа II — Fe(OH)2
Данный гидроксид также имеет основный характер и легко растворяется в кислотах. Это соединение является белым осадком, получаемым при взаимодействиях солей железа и щелочей. Такие реакции должны проходить в бескислородной среде, иначе может образоваться другой гидроксид, о котором будем говорить далее. Fe(OH)2 способен к активному окислению на воздухе с получением соединений, где Fe находится в степени окисления +3.
Соли Fe (+2): FeSO4, FeCl2
Соли данного элемента можно получить путем большого количества реакций. Большинство из них будут иметь светло-зеленоватую окраску в растворах. Превращаются в соли железа III, окисляясь на воздухе. При этом они имеют коричнево-бурую окраску. Также благодаря солям можно получить оксиды и гидроксиды, содержащие Fe.
Соль Мора — FeSO4*(Nh5)2SO4*6h3O
Это вещество широко распространено в фармацевтике и медицине. Применяется для поставки недостающего железа в организм человека. Также противодействует гниению в дереве и деревянных изделиях. Участвует в обнаружении соединений хрома и ванадия.
Соединения Fe (+3)
Крупная группа веществ, в которой содержится трехвалентное железо. Эти соединения отличаются по своим свойствам по сравнению с предыдущими. Рассмотрим их подробнее.
Оксид железа III — Fe2O3
Проявляет амфотерные качества, соответственно — реагирует с кислотами и щелочами, образуя при этом средние, комплексные и другие соли. В обычных условиях является кристаллическим порошком коричнево-красного цвета, нерастворимым в воде.
Гидроксид железа III — Fe(OH)3
Так же, как и соответствующий ему оксид, проявляет амфотерные свойства. Имеет темно-коричневый цвет. Получают вещество в ходе реакций щелочей с солями трехвалентного железа. В результате образуется бурый, темноватый осадок — Fe(OH)3. Если это основание прокалить, то получим Fe2O3.
Соли Fe (+3): FeCl3, Fe2(SO4)3
Растворы солей трехвалентного железа имеют желтый окрас и являются слабыми окислителями. При воздействии восстановителей переходят в те вещества, где железо имеет степень окисления +2.
Важно! Солей данного типа открыто достаточно много, и все они используются в промышленных, медицинских отраслях, а также в повседневной жизни.
Соединения Fe (+2, +3)
В некоторых веществах этот химический элемент имеет целых две степени окисления. Подробнее изучим сами соединения и их свойства.
Оксид железа II, III — Fe3O4, железная окалина.
Данное вещество является смесью двух оксидов железа: II и III. Железо не может быть в степени +4, поэтому такое соединение записывается как: FeO*Fe2O3. Получают данный оксид путем взаимодействия железа с водой и кислородом, которое проходит при наличии высокой температуры.
Турнбулева синь или берлинская лазурь — KFe{Fe(CN)6}
Это необычное соединение является осадком темного и чуть синеватого цвета, получаемым в ходе реакции между FeSO4 и красной кровяной солью. Здесь один атом Fe имеет степень окисления +2, а другой — +3. Чтобы обнаружить ионы трехвалентного железа, применяют желтую кровяную соль K4{Fe(CN)6}.
Рис. 2. Железо и его соединения
Соединения Fe (+6)
Химические вещества, где окислительная степень железа равна +6, называются ферратами.
Ферраты: K2FeO4, Na2FeO4
Ферраты являются мощными восстановителями и сходными по всем остальным способностям. Немаловажным является наличие в них бактерицидных способностей. Это обусловливает их ценность в качестве средств, обеззараживающих воду в крупных количествах.
Органические вещества, содержащие Fe
Железо и его свойства крайне важны и полезны в повседневной жизни людей, хозяйственной и промышленной деятельности. Но еще соединения железа выполняют значимые функции в теле человека. Чаще всего биологическую роль выполняют именно органические вещества, содержащие Fe. Пожалуй, самым важным веществом в теле человека, содержащим железо, является гемоглобин. Гемоглобин является белком, который осуществляет транспортировку кислорода по крови и обеспечивает постоянный газообмен. Fe входит в состав многих ферментов и белков нашего тела. Этот элемент также влияет и на наш иммунитет. Не зря при нехватке железа человек чувствует себя уставшим и сонным. При снижении концентрации Fe повышается вероятность заражения инфекционными заболеваниями. Поэтому важно следить за тем, чтобы в рационе было достаточно продуктов, содержащих железо — бобы, крупы, орехи, сухофрукты, морская капуста.
Применение Fe и его соединений
В конце стоит сказать и о неизмеримом вкладе Fe в современную жизнь и ее сферы. В статье уже встречались строки об использовании железа в различных областях, но разберемся в этом вопросе подробнее:
- Вещества, включающие в себя Fe, широко применяются в хозяйственной деятельности. Повсеместно в качестве строительных материалов используются сплавы железа — чугун, стали и т.д. Ковкость и прочность делают Fe незаменимой деталью в громоздких и массивных сооружениях.
- Часто этот элемент применяют и в химической промышленности. Железо играет роль катализатора во многих реакциях органического и неорганического синтеза. Пириты (соединения железа и серы) применяют для выделения серы и ее производных.
- С помощью Fe2O3 производят краски, цемент, материалы, обладающие магнитными свойствами.
- Железный купорос используется в качестве защиты урожая от вредных насекомых, также он нашел применение и в гальванотехнике.
Итак, мы рассказали об основных соединениях железа, их свойствах, характеристиках, способах получения и областях применения. Стоит отметить, что данный элемент заметно выделяется на фоне остальных, рядом своих качеств и способностей. Как мы выяснили, он является незаменимым для жизни человека, значит, необходимо иметь представление о его строении, физических и химических свойствах. Для закрепления изученного материала рекомендуем пройти тест и посмотреть видео с интересными фактами.
Объяснение урока: Ржавление | Nagwa
В этом толкователе мы научимся объяснять условия, необходимые для образования ржавчины, и научимся составлять сбалансированные уравнения для основных вовлеченных реакций.
Ржавчина — это красновато-коричневое вещество, часто встречающееся на поверхности старого или брошенного металла, например, старой машины, банки или гвоздя.
Ржавчина — это форма коррозии, которая со временем накапливается на железе или его сплавах, когда они подвергаются воздействию кислорода и воды. Прежде чем узнать о химическом образовании ржавчины, давайте взглянем на ее физические свойства.
Physical Property | Iron | Rust |
---|---|---|
Strength | Strong | Weak |
Durability | Durable | Brittle and flaky (will chip away) |
Density | Dense | Менее плотный (расширяется при формировании) |
Образование ржавчины может снизить прочность и устойчивость железного предмета из-за различий в физических свойствах железа и ржавчины. Инженер, который использует железную балку в конструкции, хочет, чтобы она оставалась прочной, долговечной и плотной, а не балкой, которая будет расширяться, трескаться и откалываться.
Чтобы предотвратить ржавчину, инженеры могут использовать покрытия, такие как масло, краска или другие металлы, чтобы предотвратить контакт поверхности металла с водой и кислородом в окружающей среде. Они также могут выбрать нержавеющие сплавы, такие как нержавеющая сталь.
Пример 1: Определение методов предотвращения ржавчины
Какое из следующих предложений не является действенным методом замедления или предотвращения ржавчины?
- Окраска
- Покрытие оловом
- Замачивание в соленой воде
- Покрытие пластиком
- Покрытие смазкой
Ответ
Большинство этих вариантов ответа замедляют или предотвращают образование ржавчины. Вопрос заключается в том, чтобы найти тот вариант, который не замедляет и не предотвращает ржавление.
Ржавчина образуется, когда железо подвергается воздействию кислорода и воды. Чтобы предотвратить ржавление, нам нужно предотвратить воздействие на железо кислорода и воды.
Зная это, один вариант кажется другим: замачивание в соленой воде, безусловно, не ограничивает воздействие воды. Кроме того, поскольку в воде растворен кислород, это также не ограничивает воздействие кислорода.
Остальные четыре варианта — окраска, гальваническое покрытие, покрытие и покрытие — включают защитные слои, которые предотвращают контакт железа с водой и кислородом.
Правильный ответ — вариант С, замачивание в соленой воде.
Определение: Ржавчина
Ржавчина представляет собой чешуйчатый красновато-коричневый гидратированный оксид железа (III), образующийся в результате окисления железа в присутствии кислорода и воды. Он имеет химическую формулу FeOHO232⋅𝑛.
Определение: Коррозия
Коррозия – это постепенное разрушение или повреждение, вызванное медленной, необратимой и спонтанной окислительно-восстановительной реакцией между поверхностью вещества и окружающей средой.
Обратите внимание, что всякая ржавчина является коррозией, но не всякая коррозия является ржавчиной. Другие металлы могут окисляться или иным образом подвергаться коррозии с образованием различных соединений, но только железо образует соединение, которое мы называем «ржавчиной».
Химически ржавчина представляет собой гидратированный оксид железа (III) с химической формулой FeOHO232⋅𝑛. «𝑛» означает, что количество молекул воды в соединении может варьироваться.
Упрощенная реакция образования ржавчины: 4Fe+3O+2HO2FeO2HO22232𝑛⋅𝑛
Эта общая реакция показывает, что железо соединяется с кислородом и водой с образованием гидратированного оксида. Однако, чтобы понять химический процесс более подробно, давайте рассмотрим промежуточные реакции.
Первой стадией является окисление железа до ионов железа (II), как показано в следующей полуреакции. Окисление — это потеря электронов, и это образование ионов происходит, когда твердое железо становится раствором: Fe()Fe()+2esaq2+–
В соответствующей полуреакции кислород восстанавливается, принимая электроны из вышеприведенной реакции в присутствии ионов водорода с образованием воды: 4e+4H()+O()2HO()–+22aqgl
Помимо реакции с образованием воды, ионы водорода и растворенный в воде кислород дополнительно окисляют ионы железа(II) в ионы железа(III): 4Fe()+4H()+O()4Fe()+2HO()2++23+2aqaqaqaql
Ионы железа(III) соединяются с водой с образованием гидроксида железа(III): Fe()+3HO()Fe(OH)()+3H()3+23+aqlsaq
Наконец, гидроксид железа (III) дегидратируется с образованием гидратированного оксида железа (III) с химической формулой FeOHO232⋅𝑛.
Таким образом, железо растворяется в воде с образованием ионов железа (II), которые затем окисляются до ионов железа (III). Ионы водорода поглощаются, и по пути образуется вода. Затем ионы железа (III) объединяются с водой с образованием гидроксида железа (III), который затем образует гидратированный оксид железа (III).
Имея в виду этот процесс, мы можем рассмотреть некоторые факторы, которые могут увеличить скорость коррозии куска железа. Самый простой способ повлиять на скорость реакции — изменить воздействие двух основных реагентов, воды и кислорода. Например, если мы покроем железо смазкой, чтобы вода и кислород не могли добраться до него, ржавчина не разовьется. И наоборот, если мы оставим железный предмет на улице под дождем на много дней, он заржавеет быстрее, чем если бы он оставался сухим.
Железо в объектах у моря, таких как лодки и цепи, также имеет свойство довольно быстро ржаветь, как видно на фото ниже. Интересно, что воздействие соленой воды увеличивает скорость ржавчины по сравнению с пресной водой. Окислительно-восстановительная реакция в начале процесса ржавления требует движения электронов. Ионы, присутствующие в соленой воде, делают ее более эффективным электролитом, чем пресная вода, позволяя легче переносить электроны и быстрее образовывать ржавчину.
Стоит отметить, что даже подводное железо может ржаветь, так как в воде растворен кислород. Ржавчину хорошо видно на следующей фотографии гребного винта японского корабля, затонувшего во время Второй мировой войны.
Однако, если мы возьмем воду и вскипятим ее, чтобы удалить растворенный кислород, эта вода не вызовет ржавчины на куске железа.
Другими реагентами в этом процессе являются ионы водорода. Ионы водорода поглощаются как при восстановлении кислорода, так и при образовании ионов железа(III), поэтому увеличение концентрации ионов водорода ускорит эти процессы. Кроме того, ионы водорода повышают электропроводность раствора, поэтому перенос электрона в окислительно-восстановительной реакции происходит быстрее.
Кислотный дождь также может разрушить защитное покрытие, что приведет к началу процесса ржавчины на железе под ним. По этим причинам кислая среда с низким pH приводит к более быстрой коррозии железа.
Пример 2: Описание влияния соли на процессы ржавчины
Ржавление железа является примером окислительно-восстановительной реакции. Скорость ржавления железа в воде изменяется с увеличением концентрации солей.
- Какие частицы удаляются из металла в ходе реакции окисления?
- Электроны
- Протоны
- Атомы кислорода
- Атомы водорода
- Нейтроны
- Как и почему скорость ржавления железа в воде изменяется с увеличением концентрации соли?
- Скорость увеличивается, потому что растворенные ионы способствуют распаду ядер металлов.
- Скорость увеличивается, потому что растворенные ионы помогают движению электронов.
- Скорость снижается, поскольку растворенные ионы способствуют ионизации воды.
- Скорость уменьшается, потому что растворенные ионы реагируют с растворенным кислородом.
- Скорость увеличивается, потому что растворенные ионы реагируют с атомами металла.
- Какой термин лучше всего описывает роль солевого раствора в процессе ржавчины?
- ACID
- Основание
- Окислительный агент
- РЕЗЕМЕНТАЦИИ
- ЭЛЕКТРОЛИТ
Ответ
Часть 1
Этот вопрос. Пос. А. А. А. А. А. А. А. А. А. А. А. А. А. А. А. А. А. А. А. А. А. Окислительно-восстановительные реакции включают перенос электронов от одного соединения или элемента к другому. Окисление связано с потерей электронов, в то время как восстановление связано с приобретением электронов. При окислении железо отдает электроны с образованием ионов железа 2+. Итак, правильный ответ на эту часть вопроса — «электроны».
Часть 2
Этот вопрос касается того, как и почему соль изменяет скорость реакции ржавчины. Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно определить, увеличивает или уменьшает скорость реакции и механизм этого изменения.
Частично правильный ответ заключается в том, что увеличение концентрации соли увеличивает скорость ржавчины. Железо, находящееся либо рядом с соленой водой, либо в местах, где дороги покрыты солью, ржавеет относительно быстро по сравнению с металлами в других средах. Варианты C и D можно исключить из рассмотрения.
Далее, почему соль увеличивает скорость реакции ржавчины? Как мы упоминали в первой части этого вопроса, окислительно-восстановительная реакция, происходящая в начале ржавчины, включает перенос электронов. Чем быстрее могут двигаться эти электроны, тем быстрее будет происходить реакция. В растворе соли электроны могут двигаться быстрее. Глядя на варианты ответов, это соответствует варианту B, скорость увеличивается, потому что растворенные ионы помогают движению электронов.
Вариант А описывает распад ядер металлов, но радиоактивный распад не участвует в процессе ржавления. Вариант Е предполагает, что скорость увеличивается из-за реакции между атомами металла и ионами соли, но во время ржавчины атомы металла реагируют с водой и кислородом в растворе, а не с ионами соли.
Итак, правильный ответ — вариант B, скорость увеличивается, потому что растворенные ионы помогают движению электронов.
Часть 3
Этот вопрос требует от нас определить роль соли в процессе ржавчины.
Соль не может быть окислителем или восстановителем, так как она не принимает и не отдает электроны в окислительно-восстановительной реакции.
Хотя растворы некоторых солей могут быть кислыми или щелочными, функция соли в этом случае не является кислотой или основанием. Любые соли будут увеличивать скорость, а не только те, которые растворяются в ионы водорода или ионы гидроксида.
В предыдущей части этого вопроса мы определили, что цель соли состоит в том, чтобы способствовать движению заряженных частиц через раствор. Вещество, которое обеспечивает движение заряженных частиц, называется электролитом. Вариант E, электролит, является правильным ответом.
Промышленность и производители очень обеспокоены риском коррозии. Это беспокойство связано с широким использованием стали и пагубным воздействием ржавчины на свойства железа. Эти негативные эффекты влияют на свойства металла гораздо сильнее, чем коррозия многих других металлов.
Ржавчина — это специфическое название гидратированного оксида железа (III), образующегося при коррозии железа, но есть и другие металлы, которые также подвергаются коррозии с образованием оксидов. Например, алюминий подвергается коррозии в присутствии кислорода в следующей реакции: 4Al()+3O()2AlO()sgs223
Алюминий может подвергаться коррозии другими способами, например, в присутствии хлорида, но этот способ является наиболее распространенным. Мы можем сравнить и сопоставить ржавчину с оксидом алюминия, чтобы лучше понять негативные последствия коррозии.
Пятна ржавчины могут легко откалываться после того, как они образовались, обнажая больше железа для коррозии; однако оксид алюминия не так легко откалывается. Оксидное покрытие на алюминии образуется очень быстро, запечатывая алюминий, если поверхность поцарапана или сколота.
Другим негативным эффектом ржавчины является тот факт, что железо расширяется при коррозии, превращаясь в ржавчину, а алюминий сжимается при образовании оксида алюминия. Эти две физические характеристики делают ржавчину гораздо более разрушительным оксидом для машин и конструкций. Оксид алюминия будет образовывать тонкий плотный слой на внешней стороне металла, который не будет заметно влиять на его объем. Однако ржавчина распространяется по мере того, как только что открытый металл глубже в металле начинает ржаветь.
Ржавчина оказывает гораздо более значительное влияние на свойства железа, чем коррозия других металлов. Тот факт, что ржавчина может отколоться, вызвать расширение объекта и проникнуть глубоко в кусок металла, свидетельствует о значительных негативных последствиях, которые необходимо смягчить. В зависимости от использования куска железа, времени и степени ржавчины прочность куска железа может быть снижена, что сделает его непригодным для использования.
Пример 3: Определение различий между окислением железа и алюминия
Почему ржавчина больше влияет на железо, чем на алюминий?
- Оксиды алюминия менее растворимы, чем оксиды железа.
- Алюминий менее активен, чем железо.
- Оксиды алюминия менее стабильны, чем оксиды железа.
- Алюминий защищен поверхностным оксидным слоем.
- Алюминий менее прочно связывается с водой.
Ответ
Этот вопрос требует от нас определить ключевое различие между окислением железа и алюминия. Этот процесс окисления может произойти, когда металл подвергается воздействию воды и воздуха. Одна из причин, по которой окисление железа вызывает значительные изменения, заключается в том, что ржавчина может откалываться. Когда он откалывается, обнажается больше железа, которое также может ржаветь.
Причина того, что алюминий меньше подвергается окислению, заключается в том, что оксид алюминия не откалывается. Вместо этого он образует тонкое покрытие на внешней стороне металла. Алюминий лучше сохраняет свою форму и прочность при окислении. Правильный ответ – вариант D, алюминий защищен поверхностным оксидным слоем.
Для полноты картины мы можем рассмотреть и другие варианты. Оксид алюминия и ржавчина одинаково нерастворимы, поэтому вариант А неверен. Алюминий более реакционноспособен, чем железо, и в результате его соединения более стабильны, поэтому варианты Б и В также неверны. Вариант Е не имеет значения, так как молекулы воды плохо связываются с молекулами алюминия из-за сильного оксидного покрытия.
Различные наборы условий вызывают образование ржавчины с разной скоростью. Мы можем использовать простой эксперимент, чтобы продемонстрировать, какие комбинации условий вызывают коррозию быстрее всего.
Демонстрация: влияние различных условий на образование и скорость ржавчины
Шаги
- Поместите железный гвоздь в пять отдельных пробирок.
- Установите разные условия для каждой пробирки, как показано на рисунке ниже.
Наблюдение
Железный гвоздь в пробирке E начнет ржаветь первым, за ним последуют железные гвозди в пробирках C, B и A. Железный гвоздь в пробирке D должен начать ржаветь последним .
Пояснение
Ржавчина возникает, когда железо подвергается воздействию воды и кислорода. В пробирке D железный гвоздь помещают в сухой воздух, где отсутствует кислород. Безводный хлорид кальция удаляет любую оставшуюся воду, которая может присутствовать. Железные гвозди, помещенные в пробирки А и В, содержат либо воду, либо кислород, но не то и другое одновременно. Таким образом, здесь ржавение будет происходить медленно. Железный гвоздь в пробирках C и E подвергается воздействию кислорода и воды. Однако пробирка E содержит соленую воду, и, поскольку присутствие ионов увеличивает скорость ржавчины, железный гвоздь в C будет ржаветь медленнее, чем железный гвоздь в E.
Заключение
- Ржавление происходит быстрее, когда железо подвергается воздействию соленой воды и кислорода.
- Ржавление происходит медленнее, когда железо защищено от воды и кислорода.
Пример 4: Определение необходимых условий для коррозии железа
Железные гвозди помещают в три запечатанные бутылки, содержащие различные материалы, как показано на рисунке.
- В какой из трех бутылок будет происходить ржавление
- Только 1
- 1, 2 и 3
- 3 только
- 1 и 2
- 1 и 3
- Какой термин лучше всего описывает функцию CaCl2 в бутылке 3?
- Окислитель
- Редактор
- DESICCANT
- Катализатор
- ЭЛЕКТРОЛИТ
Ответ
Часть 1
rust. Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны определить различные условия в каждой из бутылок. Все три бутылки запечатаны; однако внутри все еще присутствует воздух, содержащий кислород.
В бутылке 1 железный гвоздь помещают в кипящую воду с присутствием воздуха. Важность использования кипяченой воды заключается в том, что кипячение уменьшит количество газообразного кислорода, присутствующего в воде. Однако кислород из воздуха будет растворяться в воде, поэтому железный гвоздь, скорее всего, будет подвергаться воздействию кислорода и воды. Так что вполне вероятно появление ржавчины.
В бутылке 2 железный гвоздь снова помещают в кипящую воду. Однако вода покрыта слоем масла, который препятствует растворению кислорода воздуха в воде. Несмотря на то, что железный гвоздь находится в воде, отсутствие кислорода означает, что возникновение ржавчины маловероятно.
В бутылке 3 нет воды, только воздух и немного хлорида кальция. Воздух может содержать как кислород, так и водяной пар; однако хлорид кальция удалит влагу из воздуха. В результате железный гвоздь в бутылке 3 подвергается воздействию кислорода воздуха, а не воды. Поэтому ржавчины маловероятно.
Поскольку ржавчина, скорее всего, возникнет только в бутылке 1, правильным ответом будет вариант А.
Часть 2
Хлористый кальций в бутылке 3 удалит всю влагу, присутствующую в воздухе. Во время этого процесса безводный хлорид кальция образует гидратированную соль в соответствии со следующим уравнением: CaCl()+HO()CaClHO()2222sls𝑛⋅𝑛
Эта реакция не является ни окислением, ни восстановлением, поэтому варианты А и Б можно исключить. Хлористый кальций не растворяется в растворителе и, следовательно, не действует как электролит, поэтому можно сделать вывод, что вариант Д неверен.
Хлористый кальций не участвует в процессе ржавчины и, поскольку не происходит никакой другой химической реакции, он не действует как катализатор.
Это означает, что хлорид кальция действует как осушитель. Влагопоглотитель — это вещество, которое может вызвать состояние сухости, часто за счет поглощения воды. Правильный ответ — вариант С, осушитель.
Ключевые моменты
- Ржавчина — это красновато-коричневое вещество, которое образуется, когда железо подвергается воздействию воды и кислорода.
- Ржавчина слабее, более хрупкая и менее плотная, чем железо, поэтому образование ржавчины может негативно повлиять на железные предметы и конструкции.
- Химическая формула ржавчины: FeOHO232⋅𝑛.
- Образование ржавчины представляет собой многостадийный процесс, в котором растворенные ионы железа соединяются с водой с образованием гидроксида железа (III), который затем обезвоживается с образованием ржавчины.
- Ржавление происходит быстрее при повышенном воздействии кислорода или воды. Это также происходит быстрее, когда железо подвергается воздействию соленой воды или кислого раствора.
- Ржавчина особенно опасна по сравнению с другими оксидами, такими как оксид алюминия, поскольку она расширяется и трескается больше, а также откалывается, вызывая дальнейшую коррозию.
Каковы последствия коррозии?
Одним из последствий загрязнения воздуха, о котором редко говорят, является коррозия искусственных материалов во всем мире. По мере роста уровня загрязнения воздуха в промышленно развитых странах, соответственно увеличился и уровень коррозии. Но это касается не только рукотворных памятников; это также влияет на вещи, расположенные ближе к дому, такие как автомобили, бытовая электроника, уличная мебель и бытовые инструменты.
Кроме того, коррозия может привести к повреждению средств связи/передачи данных, АСУТП, ответственных производств и объектов культурного наследия. Во всех перечисленных выше приложениях необходимо измерять коррозионную активность. Загрузите нашу Белую книгу по измерению коррозионной активности здесь.
Коррозия также разрушает важную инфраструктуру, такую как автомагистрали, армированные сталью, опоры электропередач, парковочные сооружения и мосты. Короче говоря, коррозия требует дальнейшего изучения, чтобы вы могли понять, как эта скрытая деградация влияет на вашу жизнь.
Что такое коррозия?
Коррозия – это процесс разложения материала, вызванный химической реакцией с окружающей средой. Коррозия металла возникает при контакте открытой поверхности с газом или жидкостью, и этот процесс ускоряется при воздействии высоких температур, кислот и солей.
Хотя слово «коррозия» используется для описания распада металлов, все природные и искусственные материалы подвержены распаду, и уровень загрязняющих веществ в воздухе может ускорить этот процесс.
Причина в том, что переносимые по воздуху загрязняющие вещества, такие как коррозионно-активные твердые частицы (ТЧ), образуются в результате химических реакций между жидкостями и твердыми веществами. Те же самые жидкости и твердые вещества, включая соль и черный углерод, могут взаимодействовать с молекулами внутри металлов и ускорять распад. Кроме того, газообразные кислотные загрязнители играют важную роль в коррозии материалов, прямо или косвенно являясь предшественниками агрессивных твердых частиц (ТЧ).
На самом деле, диоксид серы, образующийся при выбросах электростанций и транспортных средств , является одним из основных факторов, способствующих коррозии. Диоксид серы особенно агрессивен по отношению к медным контактам, используемым в электронном оборудовании.
Высокие уровни диоксида серы также могут повреждать деревья и растения, уничтожая листву и препятствуя будущему росту. Недавний анализ, проведенный Гринпис, также утверждает, что высокие уровни диоксида серы приводят к катастрофическому загрязнению воздуха и преждевременной смерти. (1)
Другими словами, диоксид серы не только способствует разложению металлов и других материалов; это также приводит к катастрофическому загрязнению воздуха и имеет некоторые вредные последствия для здоровья. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) обнаружило, что кратковременное воздействие диоксида серы может усугубить симптомы астмы и затруднить дыхание. (2)
Исследование атмосферной коррозии проливает больше света
Недавнее исследование атмосферной коррозии помогло пролить больше света на то, как переносимые по воздуху загрязнители непосредственно влияют на металлы в промышленной городской среде.
Исследователи исходили из тезиса о том, что атмосферная коррозия металлов и их сплавов очень распространена в среде промышленного города из-за высокой концентрации агрессивных загрязняющих веществ в воздухе. (3)
Другими словами, исследователи предположили, что загрязнение воздуха в крупном городе ускорит процесс коррозии и поможет быстрее разлагать металлы, чем если бы загрязнение было на более низком уровне.
Чтобы проверить эту теорию, исследователи подвергали различные металлические образцы воздействию промышленной городской среды в течение 12 месяцев, чтобы определить влияние взвешенных в воздухе частиц на скорость коррозии. Они выбрали район в пределах испытательного города с высоким уровнем загрязняющих веществ.
Исследование показало, что металлы подвержены коррозии гораздо быстрее зимой, когда уровень загрязнения был самым высоким. Это увеличение загрязнения было вызвано более высокими выбросами от близлежащих электростанций и теплоцентралей, а также от выбросов транспортных средств и отопительных печей, которые широко использовались из-за холодной погоды.
Наиболее распространенными загрязняющими веществами, ускоряющими коррозию, были двуокись серы, двуокись углерода, пыль и влага.
Дополнительные загрязняющие вещества, приводящие к высоким уровням коррозии, включают сероводород, образующийся на предприятиях по переработке отходов, геотермальной деятельности или анаэробном сбраживании органических отходов; диоксид азота от дорожного движения и процессов горения, соляная кислота, хлор, уксусная кислота (молекула уксуса) и химические вещества, выбрасываемые в окружающую среду.
Опасность коррозии для электронного оборудования
Отказ оборудования, вызванный коррозией, был фактом со времен механических телефонных коммутационных центров в начале 19-го века.
Широкое использование компьютеров и электронного оборудования в современном обществе вместе с растущим загрязнением окружающей среды, особенно в крупных городах и на промышленных объектах, предъявляют еще более высокие требования к поиску решений для снижения риска отказа.
В настоящее время большое значение имеют средства связи и передачи данных. Одним из способов снижения затрат на охлаждение является использование «естественного охлаждения» или «экономайзеров на стороне воздуха», которые относятся к системам, которые позволяют наружному воздуху проходить через фильтры в помещение для обеспечения прямого охлаждения, когда позволяют температура и влажность наружного воздуха. Загрузите наш информационный документ об опасностях коррозии для электронного оборудования здесь.
Последствия коррозии
Итак, каковы последствия коррозии, которые могут повлиять на вашу повседневную жизнь или рабочую среду?
Прямое воздействие коррозии может включать:
Повреждение коммерческих самолетов или электроники транспортных средств .
Повреждение серверных и центров обработки данных.
Повреждение музейных артефактов
Затраты на ремонт или замену вышедшего из строя бытового оборудования
подвержены воздействию коррозии», — заявил руководитель отдела молекулярной фильтрации Camfil. «Без методов контроля возможны отказы оборудования и конструкций, которые могут иметь катастрофические последствия. Вот почему молекулярная фильтрация так важна для удаления коррозионно-активных веществ из воздуха и обеспечения структурной целостности». Узнайте больше о борьбе с коррозией в нашей брошюре.
Предотвращение коррозии
Существует несколько способов предотвратить коррозию от загрязняющих веществ, которые невозможно удалить у источника. Во-первых, вы можете использовать обработку поверхности для всех металлов, чтобы защитить их от переносимых по воздуху загрязнителей. Во-вторых, все металлические изделия можно оцинковать, что делает их более устойчивыми к коррозии. И в-третьих, вы можете инвестировать в высокоэффективные воздушные фильтры (компактные фильтры, скрубберы и наполнители), чтобы улучшить качество воздуха в помещении и устранить вредные загрязнители, способствующие процессам коррозии.
Обзор воздействия металлов и его влияния на здоровье костей
1. Cai L., Huang L., Zhou Y., et al. Концентрация тяжелых металлов в сельскохозяйственных почвах и овощах из Дунгуань, провинция Гуандун. Журнал географических наук . 2010;20(1):121–134. doi: 10.1007/s11442-010-0121-1. [CrossRef] [Google Scholar]
2. Челик Х., Челик Н., Коциигит А., Дикилитас М. Взаимосвязь между содержанием алюминия в плазме, повреждением ДНК лимфоцитов и окислительным статусом у людей, ежедневно использующих алюминиевые контейнеры и посуду. Клиническая биохимия . 2012;45(18):1629–1633. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2012.08.010. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
3. Гарг В. К., Ядав П., Мор С., Сингх Б., Пулхани В. Биоконцентрация тяжелых металлов из почвы в овощи и оценка риска для здоровья, вызванного их употреблением. Исследование биологических микроэлементов . 2014;157(3):256–265. doi: 10.1007/s12011-014-9892-z. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
4. Леунг А. О. В., Дузгорен-Айдин Н. С., Чунг К. С., Вонг М. Х. Концентрация тяжелых металлов в поверхностной пыли от переработки электронных отходов и ее последствия для здоровья человека на юго-востоке Китая. Экологические науки и технологии . 2008;42(7):2674–2680. doi: 10.1021/es071873x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
5. Guo Y., Huo X., Li Y., et al. Мониторинг свинца, кадмия, хрома и никеля в плаценте из города по переработке электронных отходов в Китае. Наука об окружающей среде . 2010;408(16):3113–3117. doi: 10.1016/j.scitotenv.2010.04.018. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
6. Weidenhamer J.D., Miller J., Guinn D., Pearson J. Биодоступность кадмия в недорогих ювелирных изделиях. Перспективы гигиены окружающей среды . 2011;119(7):1029–1033. doi: 10.1289/ehp.1003011. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
7. Järup L., Åkesson A. Текущее состояние кадмия как проблемы гигиены окружающей среды. Токсикология и прикладная фармакология . 2009;238(3):201–208. doi: 10.1016/j.taap.2009.04.020. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
8. Ши З., Тейлор А.В., Райли М., Байлз Дж., Лю Дж., Ноукс М. Связь между режимом питания, потреблением кадмия и хроническим заболеванием почек у взрослых. Клиническое питание . 2018;37(1):276–284. doi: 10.1016/j.clnu.2016.12.025. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
9. Месснер Б., Бернхард Д. Кадмий и сердечно-сосудистые заболевания: клеточная биология, патофизиология и эпидемиологическая значимость. Биометаллы . 2010;23(5):811–822. doi: 10.1007/s10534-010-9314-4. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
10. Nawrot T.S., Staessen J.A., Roels H.A., et al. Воздействие кадмия на население: от рисков для здоровья к стратегиям профилактики. Биометаллы . 2010;23(5):769–782. doi: 10.1007/s10534-010-9343-z. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
11. Нордберг Г., Фаулер Б., Нордбергт М. Справочник по токсикологии металлов . 4-й. Том. 61. Академическая пресса; 2014. [Google Scholar]
12. Trakulsrichai S., Kosanyawat N., Atiksawedparit P., et al. Клиническая характеристика отравления фосфидом цинка в Таиланде. Терапия и управление клиническими рисками . 2017;13:335–340. дои: 10.2147/TCRM.S129610. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
13. Эль Идрисси А., ван Беркель Л., Бонекамп Н. Э., Далеманс Д. Дж. З., ван дер Хейден М. А. Г. Токсикология бомб, производящих дым с хлористым цинком, и экраны. Клиническая токсикология . 2017;55(3):167–174. doi: 10.1080/15563650.2016.1271125. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
14. Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR) Токсикологический профиль меди . Атланта, Джорджия, США: Министерство здравоохранения и социальных служб, Служба общественного здравоохранения; 2004. https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp132.pdf. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
15. Кляйн К., Коста М. Справочник по токсикологии металлов . 3-й. Академическая пресса; 2007. [Google Scholar]
16. Дуда-Ходак А., Блащик Ю. Влияние никеля на здоровье человека. Журнал Элементологии . 2008;13(4):685–696. [Google Scholar]
17. Берлин М., Залупс Р. К., Фаулер Б. А. В: Mercury, in Handbook on the Toxicology of Metals . 3-й. глава 33. Нордберг Г. Ф., Фаулер А. Б., Нордберг М., Фриберг Л. Т., ред. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Elsevier; 2007. [Google Академия]
18. Сиверсен Т., Каур П. Токсикология ртути и ее соединений. Журнал микроэлементов в медицине и биологии . 2012;26(4):215–226. doi: 10.1016/j.jtemb.2012.02.004. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
19. Mahaffey K.R., Clickner R.P., Bodurow C.C. Органическая ртуть в крови и потребление ртути с пищей: Национальное обследование состояния здоровья и питания, 1999 и 2000 гг. Перспективы гигиены окружающей среды . 2004;112(5):562–570. doi: 10.1289/ehp.6587. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
20. Бернхофт Р. А. Ртутная токсичность и лечение: обзор литературы. Журнал охраны окружающей среды и общественного здравоохранения . 2012;2012:10. doi: 10.1155/2012/460508.460508 [Статья бесплатно PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
21. Maqbool F., Niaz K., Hassan F.I., Khan F., Abdollahi M. Иммунотоксичность ртути: патологическая и токсикологические эффекты. Journal of Environmental Science and Health — Part C. Обзоры канцерогенеза и экотоксикологии в окружающей среде . 2017;35(1):29–46. doi: 10.1080/105
.2016.1278299. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]22. Райс К. М., Уокер Э. М. мл., Ву М., Джиллетт К., Блау Э. Р. Ртуть в окружающей среде и ее токсические эффекты. Журнал профилактической медицины и общественного здравоохранения . 2014;47(2):74–83. doi: 10.3961/jpmh.2014.47.2.74. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
23. Всемирная организация здравоохранения. OMS-IPCS. Краткая международная химическая оценка 78. Неорганические соединения хрома (VI). http://www.who.int/ipcs/publications/cicad/cicad_78.pdf?ua=1, 2013 г.
24. Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR) Токсикологический профиль хрома . Атланта, Джорджия, США: Министерство здравоохранения и социальных служб, Служба общественного здравоохранения; 212. [Google Scholar]
25. Реми Л. Л., Байерс В., Клэй Т. Репродуктивные результаты после непрофессионального воздействия шестивалентного хрома, Уиллитс, Калифорния, 1983–2014. Гигиена окружающей среды . 2017; 16(1) doi: 10.1186/s12940-017-0222-8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
26. Сан Х., Брокато Дж., Коста М. Оральное воздействие хрома и его токсичность. Текущие отчеты о состоянии окружающей среды . 2015;2(3):295–303. doi: 10.1007/s40572-015-0054-z. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
27. Асси М. А., Хезми М. Н. М., Харон А. В., Сабри М. Ю. М., Раджион М. А. Пагубное воздействие свинца на здоровье человека и животных. Ветеринарный мир . 2016;9(6):660–671. doi: 10.14202/vetworld.2016.660-671. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
28. Яруп Л. Опасность загрязнения тяжелыми металлами. Британский медицинский бюллетень . 2003;68(1):167–182. doi: 10.1093/bmb/ldg032. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
29. Донгре Н. Н., Сурьякар А. Н., Патил А. Дж., Хундекари И. А., Деварнавадаги Б. Б. Биохимические эффекты воздействия свинца на рабочих, производящих батареи, в отношении артериального давления, метаболизма кальция и минеральной плотности костей. Индийский журнал клинической биохимии . 2013;28(1):65–70. дои: 10.1007/s12291-012-0241-8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
30. Gambelunghe A., Sallsten G., Borné Y., et al. Низкий уровень воздействия свинца, артериального давления и гипертонии в популяционной когорте. Экологические исследования . 2016; 149: 157–163. doi: 10.1016/j.envres.2016.05.015. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
31. Ворволакос Т., Арсениу С., Самакури М. Не существует безопасного порога воздействия свинца: обзор литературы. Psychiatrike = Психиатрики . 2016;27(3):204–214. doi: 10.22365/jpsych.2016.273.204. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
32. Прист Н. Д. Биологическое поведение и биодоступность алюминия в организме человека, с особой ссылкой на исследования с использованием алюминия-26 в качестве индикатора: Обзор и обновление исследования. Журнал экологического мониторинга . 2004;6(5):375–403. doi: 10.1039/b314329p. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
33. Stahl T., Falk S., Rohrbeck A., et al. Миграция алюминия из материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, в продукты питания — риск для здоровья потребителей? Часть I из III: воздействие алюминия, высвобождение алюминия, переносимое еженедельное потребление (TWI), токсикологические эффекты алюминия, дизайн исследования и методы. Науки об окружающей среде Европа . 2017;29(1) [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
34. Тайи Дж., Берлин М. Справочник по токсикологии металлов . 4-й. Глава 57. Академическая пресса; 2014. [Google Scholar]
35. Jia P., Xu Y.J., Zhang Z.L., et al. Ион железа может способствовать дифференцировке остеокластов и резорбции кости за счет образования активных форм кислорода. Журнал ортопедических исследований . 2012;30(11):1843–1852. doi: 10.1002/jor.22133. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
36. Гуггенбюль П., Бриссо П., Лореаль О. Гемохроматоз: кость и сустав. Передовая практика и исследования в области клинической ревматологии . 2011;25(5):649–664. doi: 10.1016/j.berh.2011.10.014. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
37. Фаулер Б. А., Чоу Ч. Х. С. Дж., Джонс Д. Р. Л. мл., Чен С. Дж. Справочник по токсикологии металлов . 4-й. Глава 28. Том. 28. Академическая пресса; 2014. [Google Scholar]
38. Бхаттачарья С. Лекарственные растения и натуральные продукты в снижении токсичности мышьяка: краткий обзор. Фармацевтическая биология . 2017;55(1):349–354. doi: 10.1080/13880209.2016.1235207. [Статья PMC бесплатно] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
39. Ши Дж. Э., Миллер С. С. Функция и структура скелета: последствия для терапии, направленной на ткани. Расширенные обзоры доставки лекарств . 2005;57(7):945–957. doi: 10.1016/j.addr.2004.12.017. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
40. Cao J., Venton L., Sakata T., Halloran B.P. Экспрессия RANKL и OPG коррелирует с возрастной потерей костной массы у самцов мышей C57BL/6. Журнал исследований костей и минералов . 2003;18(2):270–277. doi: 10.1359/jbmr.2003.18.2.270. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
41. Малый И. П., Эпплер Э., Мюллер-Гербл М. Высокая метаболическая активность тканеспецифической щелочной фосфатазы не только в молодой, но и во взрослой кости, показанная с помощью нового гистохимического исследования. протокол обнаружения. Общая и сравнительная эндокринология . 2018; 258:109–118. doi: 10.1016/j.ygcen.2017.05.008. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
42. Нисс К., Тагне-Фоцо Р., Хосам М., Ришеваль К., Лабат Л., Леруайер А. Уровни металлов и металлоидов в крови и моче у взрослого населения Северной Франции в целом: исследование IMEPOGE, 2008–2010 гг. Международный журнал гигиены и гигиены окружающей среды . 2017;220(2):341–363. doi: 10.1016/j.ijheh.2016.09.020. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
43. Результат 4.2. Руководство по выбору соответствующего «биомаркера воздействия» для исследований EWAS. WP4 Биомониторинг человека, 2015. Номер версии 1 . 2014. Ассоциации по охране здоровья и окружающей среды на основе опросов большого населения. [Google Scholar]
44. Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR) Токсикологический профиль никеля . Атланта, Джорджия, США: Министерство здравоохранения и социальных служб, Служба общественного здравоохранения; 2005. [CrossRef] [Google Scholar]
45. Bocca B., Bena A., Pino A., et al. Человеческий биомониторинг металлов у взрослых, живущих рядом с мусоросжигательным заводом по переработке отходов в фазе до операции: сосредоточьтесь на контрольных значениях и оценках, основанных на состоянии здоровья. Экологические исследования . 2016; 148:338–350. doi: 10.1016/j.envres.2016.04.013. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
46. Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR) Токсикологический профиль алюминия . Атланта, Джорджия, США: Министерство здравоохранения и социальных служб, Служба общественного здравоохранения; 2008. [Google Scholar]
47. Abass K., Koiranen M., Mazej D., et al. Уровни мышьяка, кадмия, свинца и ртути в крови взрослых финнов и их связь с диетой, привычками образа жизни и социально-демографическими переменными. Науки об окружающей среде и исследования загрязнения . 2017;24(2):1347–1362. doi: 10.1007/s11356-016-7824-5. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
48. Энгстрем А., Михаэльссон К., Вахтер М., Юлин Б., Волк А., Окессон А. Связь между воздействием кадмия с пищей, минеральной плотностью костей и риском остеопороза и переломы у женщин. Кость . 2012;50(6):1372–1378. doi: 10.1016/j.bone.2012.03.018. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
49. Wallin M., Barregard L., Sallsten G., et al. Воздействие кадмия в низких концентрациях связано со снижением минеральной плотности костей и повышенным риском переломов у пожилых мужчин: исследование mros sweden. Журнал исследований костей и минералов . 2016;31(4):732–741. doi: 10.1002/jbmr.2743. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
50. Казанцис Г. Кадмий, остеопороз и метаболизм кальция. Биометаллы . 2004;17(5):493–498. doi: 10.1023/B:BIOM.0000045727.76054.f3. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
51. Åkesson A., Bjellerup P., Lundh T., et al. Влияние кадмия на кости в популяционном исследовании женщин. Перспективы гигиены окружающей среды . 2006;114(6):830–834. doi: 10.1289/ehp.8763. [Статья PMC бесплатно] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
52. Бернард А. Кадмий и его неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Индийский журнал медицинских исследований . 2008;128(4):557–564. [PubMed] [Google Scholar]
53. Chen X., Zhu G., Jin T., Lei L., Liang Y. Минеральная плотность костей связана с предыдущей дисфункцией почек, вызванной воздействием кадмия. Экологическая токсикология и фармакология . 2011;32(1):46–53. doi: 10.1016/j.etap.2011.03.007. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
54. Johri N., Jacquillet G., Unwin R. Отравление тяжелыми металлами: влияние кадмия на почки. Биометаллы . 2010;23(5):783–792. doi: 10.1007/s10534-010-9328-y. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
55. Бжоска М. М., Монюшко-Яконюк Ю. Низкое воздействие кадмия в течение жизни увеличивает риск остеопороза и переломов поясничного отдела позвоночника у пожилых людей: исследования на крысах. Модель воздействия окружающей среды на человека. Токсикологические науки . 2004;82(2):468–477. doi: 10.1093/toxsci/kfh375. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
56. Бжоска М. М., Монюшко-Яконюк Ю. Нарушения костного метаболизма самок крыс при хроническом воздействии кадмия. Токсикология и прикладная фармакология . 2005;202(1):68–83. doi: 10.1016/j.taap.2004.06.007. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
57. Chen X., Zhu G., Jin T., Gu S., Xiao H., Qiu J. Кадмий индуцирует дифференцировку клеток RAW264.7 в остеокласты в присутствии РАНКЛ. Пищевая и химическая токсикология . 2011;49(9):2392–2397. doi: 10.1016/j.fct.2011.06.053. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
58. Rodríguez J., Mandalunis P.M. Влияние кадмия на костную ткань у растущих животных. Экспериментальная и токсикологическая патология . 2016;68(7):391–397. doi: 10.1016/j.etp.2016.06.001. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
59. Chen X., Zhu G., Gu S. , Jin T., Shao C. Влияние кадмия на остеобласты и остеокласты in vitro. Экологическая токсикология и фармакология . 2009;28(2):232–236. doi: 10.1016/j.etap.2009.04.010. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
60. Chen X., Zhu G., Jin T., et al. Кадмий стимулирует остеокластическую дифференцировку клеток RAW264.7 в присутствии остеобластов. Исследование биологических микроэлементов . 2012;146(3):349–353. doi: 10.1007/s12011-011-9256-x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
61. Папа В., Бимонте В.М., Ванненес Ф. и соавт. Эндокринный разрушитель кадмий изменяет гомеостаз человеческих остеобластоподобных клеток Saos-2 in vitro путем изменения Wnt/9.0447 β -катениновый путь и активация каспаз. Журнал эндокринологических исследований . 2015;38(12):1345–1356. doi: 10.1007/s40618-015-0380-x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
62. Oliveira H., Monteiro C., Pinho F., Pinho S., Ferreira de Oliveira JMP, Santos C. Кадмий-индуцированная генотоксичность в остеобластоподобных клетках человека. Исследования мутаций — генетическая токсикология и экологический мутагенез . 2014; 775-776: 38–47. doi: 10.1016/j.mrgentox.2014.10.002. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
63. Hu K.-H., Li W.-X., Sun M.-Y., et al. Кадмий индуцировал апоптоз в клетках MG63 за счет увеличения АФК, активации p38 MAPK и ингибирования путей ERK 1/2. Клеточная физиология и биохимия . 2015;36(2):642–654. doi: 10.1159/000430127. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
64. Choi Y.-H., Hu H., Mukherjee B., Miller J., Park S.K. Воздействие кадмия и свинца в окружающей среде и потеря слуха у взрослых в США: Национальное здравоохранение и обследование питания, 1999 по 2004 г. Перспективы гигиены окружающей среды . 2012;120(11):1544–1550. doi: 10.1289/ehp.1104863. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
65. Yuan G., Dai S., Yin Z., et al. Токсикологическая оценка комбинации свинца и кадмия: исследование острой и субхронической токсичности на крысах. Пищевая и химическая токсикология . 2014; 65: 260–268. doi: 10.1016/j.fct.2013.12.041. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
66. Chen X., Wang K., Wang Z., et al. Влияние совместного воздействия свинца и кадмия на минеральную плотность костей у населения Китая. Кость . 2014; 63:76–80. doi: 10.1016/j.bone.2014.02.017. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
67. Morais S., Sousa J.P., Fernandes M.H., Carvalho G.S. Биоминерализация in vitro остеобластоподобными клетками I. Замедление минерализации тканей солями металлов. Биоматериалы . 1998;19(1-3):13–21. doi: 10.1016/S0142-9612(97)00149-X. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
68. Kanaji A., Orhue V., Caicedo M.S., et al. Цитотоксическое действие ионов кобальта и никеля на остеоциты in vitro. Журнал ортопедической хирургии и исследований . 2014;9(1, статья № 91) doi: 10.1186/s13018-014-0091-6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
69. Suzuki N. , Yamamoto M., Watanabe K., Kambegawa A., Hattori A. И ртуть, и кадмий напрямую влияют на гомеостаз кальция в результате подавления костных клеток чешуи: шкала является хорошей моделью для оценки тяжелых металлов в костном метаболизме. Журнал костного и минерального обмена . 2004;22(5):439–446. doi: 10.1007/s00774-004-0505-3. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
70. Yachiguchi K., Sekiguchi T., Nakano M., et al. Воздействие неорганической ртути и метилртути на остеокласты и остеобласты в чешуе морского костистого скелета как модельной системы кости. Зоологическая наука . 2014;31(5):330–337. doi: 10.2108/zs130265. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
71. Абд Эль-Азиз Г. С., Эль-Фарк М. М. О., Салех Х. А. М. Пренатальное токсическое действие метилртути на развитие аппендикулярного скелета плодов крыс и защитная роль витамина Е. Анатомическая запись . 2012;295(6):939–949. doi: 10.1002/ar.22485. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
72. Санкараманивел С., Джеяприя Р., Хемалата Д., Джоди С., Арунакаран Дж., Шринивасан Н. Влияние хрома на позвонки, бедра и свод черепа взрослых самцов крыс . Человеческая и экспериментальная токсикология . 2006;25(6):311–318. doi: 10.1191/0960327105ht627oa. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
73. De Lucca R.C., Dutrey P.L., Villarino M.E., Ubios A.M. Влияние различных доз шестивалентного хрома на рост нижней челюсти и прорезывание зубов у молодых крыс Wistar. Экспериментальная и токсикологическая патология . 2009;61(4):347–352. doi: 10.1016/j.etp.2008.10.001. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
74. Шах К. М., Куинн П. Д., Гартланд А., Уилкинсон Дж. М. Понимание тканевых эффектов трибокоррозии: поглощение, распределение и видообразование кобальта и хрома в клетках костей человека. Журнал ортопедических исследований . 2015;33(1):114–121. doi: 10.1002/jor.22729. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
75. Шах К. М., Уилкинсон Дж. М., Гартланд А. Воздействие кобальта и хрома влияет на функцию остеобластов и ухудшает минерализацию поверхностей протезов in vitro. Журнал ортопедических исследований . 2015;33(11):1663–1670. doi: 10.1002/jor.22932. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
76. Эндрюс Р. Э., Шах К. М., Уилкинсон Дж. М., Гартланд А. Влияние ионов кобальта и хрома в клинически эквивалентных концентрациях после замены тазобедренного сустава металл-металл на остеобласты и остеокласты человека: последствия для здоровья скелета. Кость . 2011;49(4):717–723. doi: 10.1016/j.bone.2011.06.007. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
77. Флора Г., Гупта Д., Тивари А. Токсичность свинца: обзор с последними обновлениями. Междисциплинарная токсикология . 2012;5(2):47–58. doi: 10.2478/v10102-012-0009-2. [Статья PMC бесплатно] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
78. Гулсон Б., Тейлор А., Эйсман Дж. Ремоделирование костей во время беременности и после родов, оцениваемое по уровням металлического свинца и концентрациям изотопов. Кость . 2016;89:40–51. doi: 10.1016/j.bone.2016.05.005. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
79. Скерфвинг С., Бергдал И. Справочник по токсикологии металлов . 3-й. Chapter 31 2007. [Google Scholar]
80. Вонг А. К., Битти К. А., Бхаргава А. и др. Содержание свинца (Pb) в костях большеберцовой кости связано с более тонкой корой дистальных отделов большеберцовой кости и меньшей объемной плотностью костей у женщин в постменопаузе. Кость . 2015;79:58–64. doi: 10.1016/j.bone.2015.05.010. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
81. Carmouche J.J., Puzas J.E., Zhang X., et al. Воздействие свинца тормозит заживление переломов и связано с усилением хондрогенеза, задержкой минерализации хряща и снижением частоты образования остеопредшественников. Перспективы гигиены окружающей среды . 2005;113(6):749–755. doi: 10.1289/ehp.7596. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
82. Shukla R. , Bornschein R.L., Dietrich K.N., et al. Воздействие свинца на плод и младенца: влияние на рост. Педиатрия . 1989;84(4):604–612. [PubMed] [Google Scholar]
83. Cen S.Y., Qu T.F., Wu J. Исследование корреляции между уровнем свинца в крови и условиями жизни у младенцев с задержкой роста. Журнал клинической педиатрии . 2004; 22: 464–46. [Google Scholar]
84. Ольховик Г., Видомска Ю., Томашевский М., Господарек М., Томашевская М., Ягелло-Войтович Э. Влияние свинца на биомеханические свойства костной ткани у крыс. Анналы сельскохозяйственной и экологической медицины . 2014;21(2):278–281. doi: 10.5604/1232-1966.1108591. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
85. Conti M.I., Terrizzi A.R., Lee C.M., et al. Влияние воздействия свинца на рост и биологию костей у растущих крыс, имитирующих большую высоту. Бюллетень загрязнения окружающей среды и токсикологии . 2012;88(6):1033–1037. doi: 10.1007/s00128-012-0602-2. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
86. Monir A.U., Gundberg C.M., Yagerman S.E., et al. Влияние свинца на минеральные свойства костей самок взрослых мышей C57/BL6. Кость . 2010;47(5):888–894. doi: 10.1016/j.bone.2010.07.013. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
87. Beier E.E., Sheu T.-J., Dang D., et al. Регуляция экспрессии генов ионами тяжелых металлов: механизмы, с помощью которых свинец ингибирует костеобразующую активность остеобластов посредством модуляции Wnt/ β -катениновый сигнальный путь. Журнал биологической химии . 2015;290(29):18216–18226. doi: 10.1074/jbc.M114.629204. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
88. Ma Y., Fu D., Liu Z. Влияние свинца на апоптоз в культивируемых первичных остеобластах крысы. Токсикология и промышленная гигиена . 2012;28(2):136–146. doi: 10.1177/0748233711407956. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
89. Lv X.-H., Zhao D.-H., Cai S.-Z., et al. Аутофагия играет защитную роль в гибели клеток остеобластов при воздействии хлорида свинца. Письма о токсикологии . 2015;239(2):131–140. doi: 10.1016/j.toxlet.2015.09.014. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
90. González-Riola J., Hernández E.R., Escribano A., et al. Влияние свинца на кости и хрящи у половозрелых крыс: морфометрическое и гистоморфометрическое исследование. Экологические исследования . 1997;74(1):91–93. doi: 10.1006/enrs.1997.3760. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
91. Hicks D.G., O’Keefe R.J., Reynolds K.J., et al. Влияние свинца на фенотип хондроцитов пластинки роста. Токсикология и прикладная фармакология . 1996;140(1):164–172. doi: 10.1006/taap.1996.0209. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
92. Nebeker HG, Coburn JW. Алюминий и почечная остеодистрофия. Ежегодный медицинский обзор . 1986; 37: 79–95. doi: 10.1146/annurev.me.37.020186.000455. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
93. Crisponi G., Fanni D., Gerosa C., et al. Значение воздействия алюминия на здоровье человека и заболевания, связанные с алюминием. Биомолекулярные концепции . 2013;4(1):77–87. doi: 10.1515/bmc-2012-0045. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
94. Chappard D., Bisot P., Mabileau G., Hubert L. Алюминий и кость: обзор новых клинических обстоятельств, связанных с отложением Al3+ в кальцифицированном матриксе кости. Морфология . 2016;100(329):95–105. doi: 10.1016/j.morpho.2015.12.001. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
95. Аасет Дж., Бойвин Г., Андерсен О. Остеопороз и микроэлементы — Обзор. Журнал микроэлементов в медицине и биологии . 2012;26(2-3):149–152. doi: 10.1016/j.jtemb.2012.03.017. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
96. Chappard D., Mabileau G., Moukoko D., et al. Алюминий и железо могут откладываться в кальцинированном матриксе костных экзостозов. Журнал неорганической биохимии . 2015; 152:174–179. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2015.09.008. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
97. Li X., Hu C., Zhu Y., Sun H., Li Y., Zhang Z. Влияние воздействия алюминия на минеральную плотность костей, минералы и микроэлементы элементов у крыс. Исследование биологических микроэлементов . 2011;143(1):378–385. doi: 10.1007/s12011-010-8861-4. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
98. Sun X., Wang H., Huang W., et al. Ингибирование образования костей у крыс при воздействии алюминия через путь Wnt/β-катенин. Хемосфера . 2017; 176:1–7. doi: 10.1016/j.chemosphere.2017.02.086. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
99. Zhang F., Sun X., Yu H., et al. Влияние трихлорида алюминия на факторы роста хрящей крыс. Биометаллы . 2017;30(1):143–150. doi: 10.1007/s10534-016-9982-9. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
100. Yang X., Huo H., Xiu C., et al. Ингибирование дифференцировки остеобластов при воздействии трихлорида алюминия связано с ингибированием экспрессии компонента пути BMP-2/Smad. Пищевая и химическая токсикология . 2016;97:120–126. doi: 10.1016/j.fct.2016.09.004. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
101. Zhu Y., Xu F., Yan X., et al. Подавляющее действие хлорида алюминия на функцию остеобластов. Экологическая токсикология и фармакология . 2016;48:125–129. doi: 10.1016/j.etap.2016.10.009. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
102. Song M., Huo H., Cao Z., Han Y., Gao L. Трихлорид алюминия ингибирует минерализацию остеобластов крыс in vitro. Исследование биологических микроэлементов . 2017;175(1):186–193. doi: 10.1007/s12011-016-0761-9. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
103. Degeratu C.N., Mabileau G., Cincu C., Chappard D. Алюминий ингибирует рост кристаллов гидроксиапатита, полученных на биомиметическом метакриловом полимере. Журнал микроэлементов в медицине и биологии . 2013;27(4):346–351. doi: 10.1016/j.jtemb.2013.05.004. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
104. Гренон М. С., Робледо Дж., Ибаньес Дж. К., Санчес Х. Дж. Диффузия титана в большеберцовую кость крыс с остеоинтегрированными имплантатами. Журнал микроскопии . 2016;264(2):182–188. дои: 10.1111/jmi.12428. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
105. Веннерберг А., Иде-Эктессаби А., Хаткамата С. и др. Высвобождение титана из имплантатов, изготовленных с различной шероховатостью поверхности: исследование in vitro и in vivo. Клинические исследования оральных имплантатов . 2004;15(5):505–512. doi: 10.1111/j.1600-0501.2004.01053.x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
106. Mine Y., Makihira S., Nikawa H., et al. Воздействие ионов титана на остеобласто-, остеокласто- и десневые эпителиоподобные клетки. Журнал ортопедических исследований . 2010;54(1):1–6. doi: 10.1016/j.jpor.2009.07.003. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
107. Wachi T., Shuto T., Shinohara Y., Matono Y., Makihira S. Высвобождение ионов титана с поверхности имплантата и их влияние на выработку цитокинов, связанных с альвеолярным резорбция кости. Токсикология . 2015; 327:1–9. doi: 10.1016/j.tox.2014.10.016. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
108. Zhu W.-Q., Ming P.-P., Qiu J., et al. Влияние ионов титана на сигнальный путь Hippo/YAP в регуляции биологического поведения остеобластов MC3T3-E1. Журнал прикладной токсикологии . 2018; 38: 824–833. [PubMed] [Google Scholar]
109. Ляо Х., Вурц Т., Ли Дж. Влияние ионов титана на минералообразование и свойства остеоидных узелков в культурах свода черепа крыс. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials . 1999;47(2):220–227. doi: 10.1002/(SICI)1097-4636(199911)47:2<220::AID-JBM12>3.0.CO;2-9. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
110. Янмин Б.И., Ван Де Моттер Р.Р., Рагаб А.А., Голдберг В.М., Андерсон Дж.М., Гринфилд Э.М. Частицы титана стимулируют резорбцию кости, индуцируя дифференцировку мышиных остеокластов. Журнал хирургии костей и суставов . 2001;83(4):501–508. [PubMed] [Академия Google]
111. Sun S. X., Guo H. H., Zhang J., Yu B., Sun K. N., Jin Q. H. BMP-2 и частицы титана синергетически активируют образование остеокластов. Бразильский журнал медицинских и биологических исследований . 2014;47(6):461–469. doi: 10.1590/1414-431X20132966. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
112. Валенти Л., Варенна М., Фраканцани А.Л., Росси В., Фаргион С., Синигалья Л. Связь между перегрузкой железом и остеопорозом у пациентов с наследственный гемохроматоз. Международный остеопороз . 2009;20(4):549–555. doi: 10.1007/s00198-008-0701-4. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
113. Скордис Н., Тумба М. Болезнь костей при большой талассемии: последние достижения в патогенезе и клинических аспектах. Обзоры детской эндокринологии: PER . 2011;8:300–306. [PubMed] [Google Scholar]
114. Росси Ф., Перротта С., Беллини Г. и соавт. Перегрузка железом вызывает остеопороз у пациентов с тяжелой формой талассемии за счет взаимодействия с каналами временного рецепторного потенциала ваниллоидного типа 1 (TRPV1). Гематологические . 2014; 99(12):1876–1884. doi: 10.3324/гематол.2014.104463. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
115. Marcucci G., Brandi M. L. Редкие причины остеопороза. Клинические случаи минерального и костного обмена . 2015;12(2):151–156. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
116. Tsay J., Yang Z., Ross F.P., et al. Потеря костной массы, вызванная перегрузкой железом в мышиной модели: важность окислительного стресса. Кровь . 2010;116(14):2582–2589.. doi: 10.1182/blood-2009-12-260083. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
117. Wang X., Chen B., Sun J., et al. Вызванный железом окислительный стресс стимулирует дифференцировку остеокластов через сигнальный путь NF- κ B в мышиной модели. Метаболизм — клинический и экспериментальный . 2018; 83: 167–176. doi: 10.1016/j.metabol.2018.01.005. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
118. Мандалунис П. М., Убиос А. М. Экспериментальная почечная недостаточность и перегрузка железом: гистоморфометрическое исследование голени крысы. Токсикологическая патология . 2005;33(3):398–403. doi: 10.1080/019262305826. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
119. Yuang Y., Xu F., Cao Y., et al. Накопление железа приводит к потере костной массы, индуцируя апоптоз мезенхимальных стволовых клеток посредством активации каспазы 3. Исследование биологических микроэлементов . 2018 [PubMed] [Google Scholar]
120. Isidori A., Borin L., Elli E., et al. Токсичность железа – его влияние на костный мозг. Обзоры крови . 2018 г.: 10.1016/j.blre.2018.04.004. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
121. Jia P., Xu Y. J., Zhang Z. L., Li K., Zhang W., Yang H. Ион трехвалентного железа может способствовать дифференцировке остеокластов и резорбции кости за счет образования активных форм кислорода. Журнал ортопедических исследований, месяц . 2012: 1–10. [PubMed] [Google Scholar]
122. Balogh E., Tolnai E., Nagy B., et al. Перегрузка железом ингибирует остеогенную детерминацию и дифференцировку мезенхимальных стволовых клеток посредством индукции ферритина. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Молекулярная основа болезни . 2016; 1862(9):1640–1649. doi: 10.1016/j.bbadis.2016.06.003. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
123. Zhao G.-Y., Zhao L.-P., He Y.-F., et al. Сравнение биологической активности человеческого остеобласта hFOB1.19 при избытке и дефиците железа. Исследование биологических микроэлементов . 2012;150(1-3):487–495. doi: 10.1007/s12011-012-9511-9. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
124. Мессер Дж. Г., Килбаргер А. К., Эриксон К. М., Кипп Д. Е. Перегрузка железом изменяет гены и белки, регулирующие содержание железа, подавляет фенотип остеобластов и связана с апоптозом в своде черепа плода крысы. культуры. Кость . 2009;45(5):972–979. doi: 10.1016/j.bone.2009.07.073. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
125. He Y., Ma Y., Gao C., et al. Перегрузка железом подавляет биологическую активность остеобластов посредством окислительного стресса. Исследование биологических микроэлементов . 2013;152(2):292–296. doi: 10.1007/s12011-013-9605-z. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
126. Guggenbuhl P., Filmon R., Mabileau G., Baslé M.F., Chappard D. Железо ингибирует рост кристаллов гидроксиапатита in vitro. Метаболизм – клинический и экспериментальный . 2008;57(7):903–910. doi: 10.1016/j.metabol.2008.02.004. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
127. Dani S.U. Остеорезорбтивное отравление мышьяком. Кость . 2013;53(2):541–545. doi: 10.1016/j.bone.2013.01.017. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
128. Болезнь костей Левера Дж. Х. Педжета в Ланкашире и мышьяковый пестицид в сточных водах хлопчатобумажной фабрики: спекулятивная гипотеза. Кость . 2002;31(3):434–436. doi: 10.1016/S8756-3282(02)00833-5. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
129. Griz L., Caldas G., Bandeira C., Assunção V., Bandeira F. Болезнь Педжета кости. Arquivos Brasileiros de Endocrinologia & Metabologia . 2006;50(4):814–822. doi: 10. 1590/S0004-27302006000400026. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
130. Думлу А., Ялчинская С., Ольгац В., Гюверчин М. Остеомиелит, вызванный применением триоксида мышьяка для девиации зубов. Международный эндодонтический журнал . 2007;40(4):317–322. doi: 10.1111/j.0143-2885.2007.01230.x. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
131. Марти М., Нуаррит-Эсклассан Э., Димер Ф. Лечение остеонекроза, вызванного триоксидом мышьяка, у ребенка: мини-обзор и отчет о клиническом случае. Европейский архив детской стоматологии . 2016;17(5):419–422. doi: 10.1007/s40368-016-0250-z. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
132. Явуз М. С., Шимшек Кая Г., Ялчин Э., Арас М. Х. Некроз нижнечелюстной кости, вызванный использованием мышьяковой пасты во время эндодонтического лечения: два клинических случая. Международный эндодонтический журнал . 2008;41(7):633–637. doi: 10.1111/j.1365-2591.2008.01406.x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
133. Chen G. , Sung P.-T. Десневой и локализованный некроз альвеолярной кости, связанный с использованием триоксидной пасты мышьяка. Два клинических случая. Журнал Медицинской ассоциации Формозы . 2014;113(3):187–190. doi: 10.1016/j.jfma.2012.07.023. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
134. Odstrcil A.D.C.A., Carino S.N., Ricci JCD, Mandalunis P.M. Влияние мышьяка на эндохондральное окостенение экспериментальных животных. Экспериментальная и токсикологическая патология . 2010;62(3):243–249. doi: 10.1016/j.etp.2009.04.001. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
135. Hu Y.-C., Cheng H.-L., Hsieh B.-S., Huang L.-W., Huang T.-C., Chang К.-Л. Триоксид мышьяка влияет на ремоделирование костей, воздействуя на дифференцировку и функцию остеобластов. Кость . 2012;50(6):1406–1415. doi: 10.1016/j.bone.2012.03.012. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
136. Ву К.-Т., Лу Т.-Ю., Чан Д.-К., Цай К.-С., Ян Р.-С., Лю С.-Х. Влияние мышьяка на дифференцировку остеобластов in vitro, а также на минеральную плотность и микроструктуру костей у крыс. Перспективы гигиены окружающей среды . 2014;122(6):559–565. doi: 10.1289/ehp.1307832. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
137. Cai B., Meng F., Zhu S., et al. Триоксид мышьяка индуцирует апоптоз в мезенхимальных стволовых клетках костного мозга с помощью внутриклеточного сигнала кальция и путей каспазы-3. Письма о токсикологии . 2010;193(2):173–178. doi: 10.1016/j.toxlet.2010.01.001. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
138. Tang C.-H., Chiu Y.-C., Huang C.-F., Chen Y.-W., Chen P.-C. Мышьяк индуцирует апоптоз клеток в культивируемых остеобластах посредством стресса эндоплазматического ретикулума. Токсикология и прикладная фармакология . 2009;241(2):173–181. doi: 10.1016/j.taap.2009.08.011. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
139. Chiu P.R., Hu Y.C., Hsieh B.S., et al. Остеобласты активируют сигнальный путь Nrf2 в ответ на лечение триоксидом мышьяка. Международный журнал биохимии и клеточной биологии .