שיתוך הברזל נחקר בתנאים שונים ונמצא שברוב המקרים הוא צירוף של מספר תהליכים. אחד המנגנונים המוצעים הוא הבא:

2Fe_(s) → 2Fe⁺²_(aq) + 4e^–
2Fe⁺²_(aq) → 2Fe⁺³_(aq) + 2e^–
3/2 O_2(g) + 3H₂O_(l) + 6e^– → 6OH^–_(aq)
2Fe⁺³_(aq) + 6OH^–_(aq) → 2Fe(OH)_3(s)
2Fe(OH)_3(s) → Fe₂O3^.3H₂O_(s)
———————————————————————————
2Fe_(s) + 3/2 O_2(g) + 3H₂O_(l) → Fe₂O₃^.3H₂O_(s)

בשלבים מאוחרים בניסוי ניתן לצפות בהווצרות מוצק שחור. מוצק זה הוא Fe₃O₄ המתקבל רק במצב של חוסר חמצן במרווח שבין הברזל וה-Fe(OH)₃ .

קיימות שלוש דרכים עיקריות להגנה מפני קורוזיה:

• בידוד המתכת מהסביבה.
• טיפול בסביבה.
• השפעה על כיוון התגובות האלקטרוכימיות.

בידוד המתכת מהסביבה: על ידי ציפוי המתכת בשכבה דקה של חומר מבודד – כמו זפת, צבע, קרמיקה או חומרים פלסטיים שונים – שאינו מאפשר חדירה של מים ומונע את המגע בין המים והחמצן לבין מתכת.

טיפול בסביבה: מתכות הנמצאות בסביבת אוויר יבש עוברות קורוזיה בקצב איטי יותר מאשר מתכות הנמצאות בסביבת אוויר לח. אחת מקבוצות התלמידים שביצעה את הניסוי מצאה שכאשר מסמר ברזל טבול בחומר הידרופובי כמו שמן, לא מופיעה קורוזיה על המסמר. ההסבר לכך הוא שתנועה קפילרית של השמן על פני המסמר מקטינה את המגע בין מולקולות המים מהסביבה והברזל ומונעת היווצרות של קורוזיה.
מתכות הנמצאות מתחת לפני המים עוברות קורוזיה בקצב איטי יותר, ככל שמידת הערבול של המים וכמות החמצן המומס בהם קטנות יותר. לדוגמה: כמות החמצן המומסת במי ים המלח קטנה בהרבה מזו המומסת במי גשם או במי הים התיכון (תופעה הנקראת "salting out"), ולכן צינורות הנמצאים בעומק הים עוברים קורוזיה בקצב איטי בהרבה מאלה הנמצאים מעל פני המים, וזאת למרות הריכוז הגבוה של היונים המומסים במי ים המלח. יש לציין שנוכחות מלחים בריכוז נמוך מאיצה את קצב הקורוזיה, בשל המוליכות החשמלית של התמיסה. נוסף על כך, ניתן להוסיף מעכבי קורוזיה לתמיסה למניעת התופעה, לדוגמא: Na₃PO₄, ZnSO₄ , אמינים ואחרים.

השפעה על כיוון התגובות האלקטרוכימיות: בשיטה זו מחברים למתכת שעליה רוצים להגן, מתכת מחזרת טובה יותר כדוגמת אבץ, מגנזיום או אלומיניום. מתכת זו עוברת חמצון ומגנה על המתכת האחרת.
שיטה אחרת היא לחבר את המתכת שעליה רוצים להגן, להדק השלילי של סוללה, ואת ההדק החיובי לאלקטרודה אדישה. זרם האלקטרונים המגיע מהסוללה למתכת המוגנת מונע את תהליך החמצון שהיה אמור להתרחש בשטח הפנים של המתכת ומגן עליה מפני קורוזיה.
פלדת אל חלד היא דוגמה להתמודדות עם קורוזיה בדרך משולבת של יצירת סגסוגת המשנה את הפעילות הקורוזיבית של המתכת ויוצרת שכבת הגנה מפני הסביבה.

בתעשייה מתמודדים עם קורוזיה במספר דרכים נוספות: בחירת חומרים עמידים לשיתוך: פלדת אל-חלד, טיטניום. שינוי התנאים הטכנולוגיים: סחרור נוזלים במקום סטגנציה, עבודה בתחום טמפ' מתאים.

ביבליוגרפיה:

כימיה של תאים חשמליים, מיכל צלטנר, הוצאת המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע.
"חשיבות לימוד נושא הקורוזיה בכימיה, בהנדסה כימית, בהנדסת מכונות ובחיי היום יום", ד"ר אליק גרויסמן, "כימיה הנדסה כימית", גיליון מס' 37, תשרי תשנ"ט, ספטמבר ,1999 עמ' 15-8.

מסמרים בכתום – ניסוי ברמה II – קובץ להורדה
מסמרים בכתום – ניסוי ברמה II (גרסה נוספת) – קובץ להורדה
מסמרים בכתום – ניסוי ברמה III – קובץ להורדה