Rost är det vanliga namnet på järn oxid. Den mest kända formen för rost är den rödaktiga beläggningen som bildar flingor på järn och stål (Fe2O3), men rost finns också i andra färger inklusive gul, brun, orange och jämn grön! De olika färgerna återspeglar olika kemiska kompositioner av rost.
Rost avser specifikt oxider på järn eller järnlegeringarsåsom stål. Oxidation av andra metaller har andra namn. Det är till exempel tärta på silver och verdigris på koppar.
Key Takeaways: How Rust Works
- Rost är det vanliga namnet på den kemikalie som kallas järnoxid. Tekniskt sett är det järnoxidhydrat, eftersom ren järnoxid inte är rost.
- Rost bildas när järn eller legeringarna utsätts för fuktig luft. Syre och vatten i luften reagerar med metallen för att bilda den hydratiserade oxiden.
- Den bekanta röda formen för rost är (Fe2O3), men järn har andra oxidationstillstånd, så det kan bilda andra rostfärger.
Den kemiska reaktionen som bildar rost
Även om rost anses vara resultatet av en oxidationsreaktion, det är värt att notera
inte alla järnoxider är rost. Rost bildas när syre reagerar med järn, men helt enkelt att sätta ihop järn och syre är inte tillräckligt. Även om cirka 21% av luft består av syre,rostning förekommer inte i torr luft. Det förekommer i fuktig luft och i vatten. Rost kräver tre kemikalier för att bilda: järn, syre och vatten.järn + vatten + syre → hydratiserad järn (III) oxid
Detta är ett exempel på en elektrokemisk reaktion och korrosion. Två distinkta elektrokemiska reaktioner inträffar:
Det finns anodisk upplösning eller oxidation av järn som går in i vattenlösning (vatten):
2Fe → 2Fe2+ + 4e-
Katodisk reduktion av syre som upplöses i vatten sker också:
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
Järnjon och hydroxidjon reagerar och bildar järnhydroxid:
2Fe2+ + 4OH- → 2Fe (OH)2
Järnoxiden reagerar med syre och ger röd rost, Fe2O3.H2O
På grund av reaktionens elektrokemiska natur hjälper upplösta elektrolyter i vatten reaktionen. Rost förekommer snabbare i saltvatten än till exempel i rent vatten.
Tänk på syrgas (O2) är inte den enda syrekällan i luft eller vatten. Koldioxid (CO2) innehåller också syre. Koldioxid och vatten reagerar och bildar svag kolsyra. Kolsyra är en bättre elektrolyt än rent vatten. När syran attackerar järnet bryts vatten till väte och syre. Fritt syre och upplöst järn bildar järnoxid och släpper elektroner som kan rinna till en annan del av metallen. När rostningen börjar fortsätter den att korrodera metallen.
Förhindrar rost
Rost är sprött, bräckligt, progressivt och försvagar järn och stål. För att skydda järn och dess legeringar mot rost måste ytan separeras från luft och vatten. Beläggningar kan appliceras på järn. Rostfritt stål innehåller krom, som bildar en oxid, ungefär som hur järn bildar rost. Skillnaden är att kromoxiden inte flingar bort, så den bildar ett skyddande skikt på stålet.
Ytterligare referenser
- Gräfen, H.; Horn, E. M.; Schlecker, H. Schindler, H. (2000). "Korrosion." Ullmanns encyklopedi för industriell kemi. Wiley-VCH. doi: 10.1002 / 14356007.b01_08
- Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Oorganisk kemi. Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
- Waldman, J. (2015). Rost - Det längsta kriget. Simon & Schuster. New York. ISBN 978-1-4516-9159-7.