Rust je uobičajeni naziv za željezo oksid. Najpoznatiji oblik hrđe je crvenkasti premaz koji formira ljuskice na željezu i čeliku (Fe2O3), ali hrđa dolazi i u drugim bojama, uključujući žutu, smeđu, narančastu i jednoliku zelena! Različite boje odražavaju različite kemijske sastave hrđe.
Rust se posebno odnosi na okside željeza ili legure željeza, kao što je čelik. Oksidacija drugih metala ima i druga imena. Primjerice, postoji tamnjenje na srebru i verdigris na bakru.
Ključni potezi: kako djeluje hrđa
- Rust je uobičajeni naziv kemikalije koja se naziva željezni oksid. Tehnički je to hidrat željeznog oksida, jer čisti željezni oksid nije hrđa.
- Rasta nastaje kada su željezo ili njegove legure izložene vlažnom zraku. Kisik i voda u zraku reagiraju s metalom i tvori hidrirani oksid.
- Poznati crveni oblik hrđe je (Fe2O3), ali željezo ima i druga oksidacijska stanja pa može formirati druge boje hrđe.
Kemijska reakcija koja tvori hrđu
Iako se hrđa smatra rezultatom reakcija oksidacije, vrijedi napomenuti
nisu svi željezovi oksidi rđa. Rust nastaje kada kisik reagira s željezom, ali jednostavno spajanje željeza i kisika nije dovoljno. Iako oko 21% zrak sastoji se od kisika,hrđa se ne javlja na suhom zraku. Javlja se u vlažnom zraku i u vodi. Rasta zahtijeva tri kemikalije da bi se formirale: željezo, kisika i vode.željezo + voda + kisik → hidratizirano željezo (III) oksid
Ovo je primjer an elektrokemijska reakcija i korozija. Dolaze dvije različite elektrokemijske reakcije:
Dolazi do anodnog otapanja ili oksidacije željeza u vodenu (vodenu) otopinu:
2Fe → 2Fe2+ + 4e-
Katodna redukcija kisika koji se otapa u vodi također se događa:
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
Ion željeza i hidroksidni ion reagiraju, formirajući željezo hidroksid:
2Fe2+ + 4OH- → 2Fe (OH)2
Željezni oksid reagira s kisikom dajući crvenu hrđu, Fe2O3.H2O
Zbog elektrokemijske prirode reakcije, otopljeni elektroliti u vodi pomažu reakciji. Na primjer hrđa se brže događa u slanoj vodi nego u čistoj vodi.
Imajte na umu plin kisik (O2) nije jedini izvor kisika u zraku ili vodi. Ugljični dioksid (CO2) također sadrži kisik. Ugljični dioksid i voda reagiraju tako da formiraju slabu ugljičnu kiselinu. Ugljična kiselina je bolji elektrolit od čiste vode. Kako kiselina napada željezo, voda se razbija u vodik i kisik. Slobodni kisik i otopljeno željezo tvore željezni oksid, oslobađajući elektrone, koji mogu teći u drugi dio metala. Nakon što započne hrđanje, metal nastavlja korodirati.
Sprječavanje hrđe
Rust je krhka, krhka, progresivna i oslabljuje željezo i čelik. Da bi se željezo i njegove legure zaštitilo od hrđe, površinu je potrebno odvojiti od zraka i vode. Premazi se mogu nanositi željezom. Nehrđajući čelik sadrži krom, koji tvori oksid, slično kao željezo stvara hrđu. Razlika je u tome što krom oksid ne propada, pa na čeliku stvara zaštitni sloj.
Dodatne reference
- Gräfen, H.; Horn, E. M.; Schlecker, H.; Schindler, H. (2000). „Korozija”. Ullmannova enciklopedija industrijske kemije. Wiley-VCH. doi: 10.1002 / 14356007.b01_08
- Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Neorganska kemija. Akademska štampa. ISBN 0-12-352651-5.
- Waldman, J. (2015). Rust - najduži rat. Simon & Schuster. New York. ISBN 978-1-4516-9159-7.