Rust je všeobecný názov pre železo oxid. Najznámejšou formou hrdze je červenkastý povlak, ktorý vytvára vločky na železe a oceli (Fe2O3), ale hrdza sa dodáva aj v iných farbách vrátane žltej, hnedej, oranžovej a rovnomernej farby zelená! Rôzne farby odrážajú rôzne chemické zloženie hrdze.
Rust sa špecificky týka oxidov na železe alebo zliatiny železa, napríklad oceľ. Oxidácia iných kovov má iné názvy. Na striebornej farbe je napríklad škvrna a na medi napr.
Kľúčové cesty: Ako funguje Rust
- Rust je všeobecný názov chemickej látky nazývanej oxid železa. Technicky je to hydrát oxidu železa, pretože čistý oxid železa nie je hrdzavením.
- Hrdza sa vytvára, keď je železo alebo jeho zliatiny vystavené vlhkému vzduchu. Kyslík a voda vo vzduchu reagujú s kovom za vzniku hydratovaného oxidu.
- Známa červená forma hrdze je (Fe2O3), ale železo má iné oxidačné stavy, takže môže vytvárať iné farby hrdze.
Chemická reakcia, ktorá vytvára rez
Hoci sa hrdza považuje za výsledok oxidačná reakcia, stojí za zmienku
nie všetky oxidy železa sú hrdzou. Hrdza sa vytvára, keď kyslík reaguje so železom, ale jednoduché spojenie železa a kyslíka nestačí. Aj keď asi 21% ovzdušia pozostáva z kyslíka,na suchom vzduchu nedochádza k hrdzaveniu. Vyskytuje sa vo vlhkom vzduchu a vo vode. Na vznik hrdze sú potrebné tri chemikálie: železo, kyslík a voda.železo + voda + kyslík → hydratovaný oxid železitý
Toto je príklad elektrochemická reakcia a korózie. Vyskytujú sa dve odlišné elektrochemické reakcie:
Dochádza k anodickému rozpúšťaniu alebo oxidácii železa, ktoré prechádza do vodného (vodného) roztoku:
2Fe → 2Fe2+ + 4–
Dochádza tiež k katodickej redukcii kyslíka rozpusteného vo vode:
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
Ión železa a hydroxidový ión reagujú za vzniku hydroxidu železa:
2FE2+ + 4OH- → 2Fe (OH)2
Oxid železa reaguje s kyslíkom za vzniku červenej hrdze, Fe2O3.H2O
Kvôli elektrochemickej povahe reakcie napomáhajú reakcii rozpustené elektrolyty vo vode. Hrdza sa vyskytuje rýchlejšie napríklad v slanej vode ako v čistej vode.
Nezabudnite na plynný kyslík (O2) nie je jediným zdrojom kyslíka vo vzduchu alebo vode. Oxid uhličitý (CO2) obsahuje tiež kyslík. Oxid uhličitý a voda reagujú za vzniku slabej kyseliny uhličitej. Kyselina uhličitá je lepším elektrolytom ako čistá voda. Keď kyselina útočí na železo, voda sa rozpadá na vodík a kyslík. Voľný kyslík a rozpustené železo tvoria oxid železa, uvoľňujúc elektróny, ktoré môžu prúdiť do inej časti kovu. Akonáhle hrdzavenie začne, pokračuje v korózii kovu.
Prevencia hrdze
Hrdza je krehká, krehká, progresívna a oslabuje železo a oceľ. Aby sa chránilo železo a jeho zliatiny pred hrdzou, musí byť povrch oddelený od vzduchu a vody. Na železo sa môžu nanášať povlaky. Nerezová oceľ obsahuje chróm, ktorý tvorí oxid, podobne ako železo tvorí hrdzu. Rozdiel spočíva v tom, že oxid chromitý sa neodlupuje, takže tvorí ochrannú vrstvu na oceli.
Dodatočné referencie
- Gräfen, H.; Horn, E. M.; Schlecker, H.; Schindler, H. (2000). "Corrosion". Ullmannova encyklopédia priemyselnej chémie. Wiley-VCH. doi: 10,1002 / 14356007.b01_08
- Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Anorganická chémia. Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
- Waldman, J. (2015). Rust - Najdlhšia vojna. Simon a Schuster. New York. ISBN 978-1-4516-9159-7.