سوڈیم ڈائکرومیٹ (Na₂Cr₂O₇) 10% ارتکاز اور 70 ڈگری پر ایک مضبوط آکسائڈائزنگ محلول ہے۔ Hexavalent کرومیم (Cr⁶⁺) ایک طاقتور آکسیڈائزر ہے جس میں Cr₂O₇²⁻/Cr³⁺ کے لیے +1.33 V کی معیاری کمی کی صلاحیت ہے۔ بہت سی دھاتوں میں، جیسے سٹینلیس سٹیل، کرومیٹ آئن غیر فعال ہونے کو فروغ دیتے ہیں۔ تاہم، ٹائٹینیم پر، ہیکساویلنٹ کرومیم ایک مستحکم غیر فعال فلم نہیں بناتا ہے۔ کرومیم آئن ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ جالی میں شامل نہیں ہوتے ہیں، اور اعلی آکسیکرن صلاحیت اصل میں ٹائٹینیم کو منتقلی کے علاقے میں لے جاتی ہے، جس سے غیر فعال فلم کی مسلسل تحلیل ہوتی ہے۔ 70 ڈگری پر 10% سوڈیم ڈائکرومیٹ میں ٹائٹینیم کی سنکنرن کی شرح 0.05–0.15 ملی میٹر فی سال ہے، جو بہت سے غیر جانبدار کلورائد محلولوں سے زیادہ ہے۔

Hexavalent Chromium Solutions میں Titanium Behavior کا طریقہ کار

ٹائٹینیم غیر فعال ہونے کے لیے ایک مستحکم TiO₂ فلم پر انحصار کرتا ہے۔ ڈائکرومیٹ حل میں، کمی کا رد عمل Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O ٹائٹینیم کی سطح پر ہوتا ہے۔ اس رد عمل میں کرنٹ کی اعلی کثافت ہوتی ہے، جو ٹائٹینیم کی ملی جلی صلاحیت کو ایک معیاری ہائیڈروجن الیکٹروڈ کے مقابلے +1.0 V سے اوپر کی قدروں میں منتقل کرتا ہے۔ ایسی عمدہ صلاحیتوں پر، ٹائٹینیم نقل مکانی کرنے والے خطے میں داخل ہوتا ہے جہاں TiO₂ فلم مزید گھلنشیل Ti⁴⁺ پرجاتیوں میں آکسائڈائز ہوتی ہے۔ غیر فعال فلم مستحکم رہنے کے بجائے مسلسل گھل جاتی ہے۔ مزید برآں، کرومیٹ آئن ٹائٹینیم کے ساتھ ناقابل حل مرکبات نہیں بناتے ہیں جو ایک رکاوٹ کی تہہ کے طور پر کام کر سکتے ہیں، آئرن یا کرومیم کے برعکس جہاں کرومیٹ حفاظتی سپنیل آکسائیڈ بناتا ہے۔

مقداری سنکنرن کی شرح اور سطح کا تجزیہ

1,000 گھنٹے سے زیادہ 70 ڈگری پر 10% Na₂Cr₂O₇ میں کنٹرول شدہ جانچ نے گریڈ 2 ٹائٹینیم کے لیے درج ذیل سنکنرن رویے کو قائم کیا ہے۔ سنکنرن کی شرح 0.05–0.15 ملی میٹر فی سال ہے، جو ایک ہی درجہ حرارت پر تازہ پانی کی شرح سے 5-15 گنا زیادہ ہے۔ سطح جمع کرومیم آکسائیڈ یا ہائیڈرو آکسائیڈ سے پیلے-بھوری رنگت کو ظاہر کرتی ہے۔ ایکس-رے فوٹو الیکٹران سپیکٹروسکوپی تجزیہ بتاتا ہے کہ سطحی فلم میں TiO₂ اور Cr(OH)₃ کا مرکب ہوتا ہے، لیکن فلم غیر محفوظ اور غیر{14}}حفاظتی ہے۔ کھلی-سرکٹ پوٹینشل +0.6 سے +0.9 V بمقابلہ Ag/AgCl پر مستحکم ہوتی ہے، جو کہ منتقلی کے علاقے میں ہے۔ پٹنگ کا مشاہدہ نہیں کیا جاتا ہے۔ اس کے بجائے، یکساں پتلا ہونا ہوتا ہے۔ اس کے مقابلے میں، 70 ڈگری پر 3% NaCl میں گریڈ 2 ٹائٹینیم کی سنکنرن کی شرح 0.01–0.03 ملی میٹر سالانہ ہے جس کی غیر فعال صلاحیت +0.1 سے +0.3 V ہے۔

سنکنرن کی شدت پر ارتکاز اور درجہ حرارت کا اثر

سنکنرن کی شرح dichromate ارتکاز اور درجہ حرارت دونوں کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔ 5% Na₂Cr₂O₇ اور 70 ڈگری پر، سنکنرن کی شرح 0.03–0.08 ملی میٹر سالانہ ہے۔ 10% اور 70 ڈگری پر، شرح 0.05–0.15 ملی میٹر سالانہ ہے۔ 15% اور 70 ڈگری پر، شرح 0.08–0.20 ملی میٹر فی سال بڑھ جاتی ہے۔ 10% اور 50 ڈگری پر، شرح 0.02–0.05 ملی میٹر فی سال گر جاتی ہے۔ 10% اور 90 ڈگری پر، شرح 0.10–0.25 ملی میٹر سالانہ تک بڑھ جاتی ہے۔ 20% اور 90 ڈگری پر، شرح 0.15-0.35 ملی میٹر فی سال تک پہنچ جاتی ہے۔ سنکنرن یکساں ہے، بغیر گڑھے کے، کیونکہ ٹرانسپاسیو تحلیل پوری سطح پر یکساں طور پر ہوتا ہے۔ اس عمل کے لیے ایکٹیویشن انرجی تقریباً 40 kJ/mol ہے، جو مخلوط حرکی اور بازی کنٹرول کی نشاندہی کرتی ہے۔

Dichromate سلوشنز میں مختلف ٹائٹینیم گریڈز کا سنکنرن برتاؤ

مندرجہ ذیل جدول 10% سوڈیم ڈائکرومیٹ میں مختلف ٹائٹینیم گریڈز کے سنکنرن کی شرحوں کا 1,000 گھنٹے سے زیادہ 70 ڈگری پر ان کی غیر فعال فلمی خصوصیات کے ساتھ موازنہ کرتا ہے۔

Dichromate سروس کے لیے تخفیف اور مواد کے انتخاب کی گائیڈ

سوڈیم ڈائکرومیٹ حل کو گرم کرنے کی ضرورت کے لیے، درج ذیل جدول ٹائٹینیم ہیٹر کے انتخاب اور آپریشنل حدود کے لیے سفارشات فراہم کرتا ہے۔

گریڈ سلیکشن سے پرے انجینئرنگ

دیوار کی موٹائی سنکنرن الاؤنس فراہم کرتی ہے۔ 0.10 ملی میٹر کی سنکنرن کی شرح کے ساتھ 2.0 ملی میٹر کی دیوار 20 سال تک رہتی ہے۔ ٹیوب کی سطح کی تکمیل کا ٹرانسپاسیو تحلیل پر کم سے کم اثر پڑتا ہے۔ ڈائی کرومیٹ محلول میں کلورائیڈ کی موجودگی، جو کہ ناپاک پانی سے ہو سکتی ہے، سنکنرن کی شرح کو 2-3 گنا بڑھا دیتی ہے۔ سلفیٹ آئنوں کا اضافہ تھوڑا سا روکتا اثر رکھتا ہے۔ آکسیجن کو ہٹانے کے محلول کو ڈیئریٹ کر کے سنکنرن کی شرح کو 30-50% تک کم کیا جا سکتا ہے، جو کیتھوڈک ردعمل کو سست کر دیتا ہے۔

باخبر تفصیلات بنانا

70 ڈگری پر 10% سوڈیم ڈائکرومیٹ میں ٹائٹینیم الیکٹرک وسرجن ہیٹر کے لیے، گریڈ 2 کے لیے 0.05–0.15 ملی میٹر فی سال یا گریڈ 7 کے لیے 0.04–0.12 ملی میٹر سالانہ کی سنکنرن کی شرح کی توقع کریں۔ زیادہ ارتکاز یا درجہ حرارت کے لیے، آپریٹنگ درجہ حرارت کو کم کرنے یا ڈیکرومیٹ محلول کو کم کرنے پر غور کریں۔ آپریشن کے دوران، برقی مزاحمت میں تبدیلیوں کے لیے ہیٹر کی نگرانی کریں، جو پتلا ہونے کی نشاندہی کر سکتی ہے۔ اگر محلول کلورائیڈ سے آلودہ ہو جائے تو درجہ حرارت کو 50 ڈگری تک کم کر دیں۔ یہ سمجھ کر کہ ہیکساویلنٹ کرومیم ٹائٹینیم کو غیر فعال نہیں کرتا ہے اور اس کے بجائے ٹرانسپیسیو تحلیل کا سبب بنتا ہے، انجینئر سوڈیم ڈائکرومیٹ سلوشنز میں متوقع سروس لائف کے لیے مناسب دیوار کی موٹائی اور گریڈ کا انتخاب کرتا ہے۔