Kaip veikia rūdys ir korozija

PhotoStock-Izraelis / Getty Images

Rūdys yra bendras geležies pavadinimas oksidas . Labiausiai žinoma rūdžių forma yra rausva danga, kuri formuoja dribsnius ant geležies ir plieno (Fe_duO₃), tačiau rūdžių būna ir kitų spalvų, įskaitant geltoną, rudą, oranžinę ir net žalias ! Skirtingos spalvos atspindi įvairias chemines rūdžių sudėtis.

Rūdys konkrečiai reiškia oksidus ant geležies arba geležies lydiniai , pavyzdžiui, plieno. Kitų metalų oksidacija turi kitus pavadinimus. Pavyzdžiui, sidabras yra suteptas, o varis – žalumynai.

Pagrindiniai dalykai: kaip veikia rūdys

• Rūdys yra bendras cheminės medžiagos, vadinamos geležies oksidu, pavadinimas. Techniškai tai yra geležies oksido hidratas, nes grynas geležies oksidas nėra rūdys.
• Rūdys susidaro, kai geležis ar jos lydiniai yra veikiami drėgno oro. Ore esantis deguonis ir vanduo reaguoja su metalu, sudarydami hidratuotą oksidą.
• Pažįstama raudona rūdžių forma yra (Fe_duO₃), tačiau geležis turi kitų oksidacijos būsenų, todėl gali susidaryti kitų spalvų rūdžių.

Cheminė reakcija, kuri sudaro rūdis

Nors rūdys laikomos an oksidacijos reakcija , verta atkreipti dėmesį ne visi geležies oksidai yra rūdys . Rūdys susidaro, kai deguonis reaguoja su geležimi, tačiau vien sumaišyti geležį ir deguonį nepakanka. Nors apie 21 proc oro susideda iš deguonies, nerūdija sausame ore. Atsiranda drėgname ore ir vandenyje. Kad rūdys susidarytų, reikia trijų cheminių medžiagų: geležies , deguonis ir vanduo.

geležis + vanduo + deguonis → hidratuotas geležies(III) oksidas

Tai pavyzdys anelektrocheminė reakcijair korozija . Vyksta dvi skirtingos elektrocheminės reakcijos:

Vyksta anodinis geležies tirpimas arba oksidacija, patenkanti į vandeninį (vandeninį) tirpalą:

2Fe → 2Fe²⁺+ 4e-

Taip pat vyksta katodinis deguonies, ištirpusio vandenyje, redukcija:

O_du+ 2H_duO + 4e^-→ 4OH^-

Geležies jonai ir hidroksido jonai reaguoja sudarydami geležies hidroksidą:

2Fe²⁺+ 4OH^-→ 2Fe(OH)_du

Geležies oksidas reaguoja su deguonimi ir susidaro raudonos rūdys, Fe_duO₃.H_duO

Dėl elektrocheminio reakcijos pobūdžio vandenyje ištirpę elektrolitai padeda reakcijai. Rūdys greičiau atsiranda sūriame vandenyje nei, pavyzdžiui, gryname vandenyje.

Turėkite omenyje deguonies dujas (O_du)nėra vienintelis deguonies šaltinis ore ar vandenyje. Anglies dioksidas (CO_du)taip pat yra deguonies. Anglies dioksidas ir vanduo reaguoja sudarydami silpną anglies rūgštį. Anglies rūgštis yra geresnis elektrolitas nei grynas vanduo. Kai rūgštis atakuoja geležį, vanduo skyla į vandenilį ir deguonį. Laisvas deguonis ir ištirpusi geležis sudaro geležies oksidą, išskirdami elektronus, kurie gali nutekėti į kitą metalo dalį. Pradėjus rūdyti, metalas ir toliau rūdija.

Rūdžių prevencija

Rūdys yra trapios, trapios, progresuojančios ir silpnina geležį bei plieną. Norint apsaugoti geležį ir jos lydinius nuo rūdžių, paviršių reikia atskirti nuo oro ir vandens. Dangos gali būti dedamos ant geležies. Nerūdijančio plieno sudėtyje yra chromo, kuris sudaro oksidą, panašiai kaip geležis formuoja rūdis. Skirtumas yra tas, kad chromo oksidas nesisluoksniuoja, todėl sudaro apsauginį sluoksnį ant plieno.

Papildomos nuorodos

• Gräfenas, H.; Hornas, E.M.; Schlecker, H.; Schindler, H. (2000). „Korozija“. Ullmanno pramoninės chemijos enciklopedija . Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.b01_08
• Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Neorganinė chemija . Akademinė spauda. ISBN 0-12-352651-5.
• Waldman, J. (2015). Rūdys – ilgiausias karas . Simonas ir Schusteris. Niujorkas. ISBN 978-1-4516-9159-7.