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Die chemische Reaktion, die Rost verursacht

Rost ist die gebräuchliche Bezeichnung für Eisenoxid. Die bekannteste Form von Rost ist die rötliche Beschichtung, die auf Eisen und Stahl Flocken bildet (Fe 2 O 3 ), aber Rost gibt es auch in anderen Farben, einschließlich Gelb, Braun, Orange und sogar Grün. Die verschiedenen Farben spiegeln verschiedene chemische Rostzusammensetzungen wider.

Rost bezieht sich speziell auf Oxide auf Eisen oder Eisenlegierungen wie Stahl. Die Oxidation anderer Metalle hat andere Namen. Es gibt zum Beispiel Anlauffarben auf Silber und Grünspan auf Kupfer.

Key Takeaways: Wie Rost funktioniert

  • Rost ist der gebräuchliche Name der Chemikalie Eisenoxid. Technisch gesehen ist es Eisenoxidhydrat, weil reines Eisenoxid kein Rost ist.
  • Rost entsteht, wenn Eisen oder seine Legierungen feuchter Luft ausgesetzt sind. Der Sauerstoff und das Wasser in der Luft reagieren mit dem Metall unter Bildung des hydratisierten Oxids.
  • Die bekannte rote Form von Rost ist (Fe 2 O 3 ), aber Eisen hat andere Oxidationsstufen, so dass es andere Rostfarben bilden kann.

 

Die chemische Reaktion, die Rost bildet

Obwohl Rost als Ergebnis einer Oxidationsreaktion angesehen wird. ist anzumerken, dass nicht alle Eisenoxide Rost sind . Rost entsteht, wenn Sauerstoff mit Eisen reagiert, aber es reicht nicht aus, nur Eisen und Sauerstoff zusammenzufügen. Obwohl etwa 21% der Luft aus Sauerstoff besteht, tritt in trockener Luft 1 Rost nicht auf. Es kommt in feuchter Luft und in Wasser vor. Rost benötigt drei Chemikalien, um sich zu bilden: Eisen. Sauerstoff und Wasser.

Eisen + Wasser + Sauerstoff → hydratisiertes Eisen (III) -oxid

Dies ist ein Beispiel für eine elektrochemische Reaktion und Korrosion. Es treten zwei unterschiedliche elektrochemische Reaktionen auf:

Es kommt zu einer anodischen Auflösung oder Oxidation von Eisen in wässriger (Wasser-) Lösung:

2Fe → 2Fe 2+   + 4e-

Eine kathodische Reduktion von Sauerstoff, der in Wasser gelöst ist, tritt ebenfalls auf:

O  + 2H 2 O + 4e –  → 4OH – 

Das Eisenion und das Hydroxidion reagieren unter Bildung von Eisenhydroxid:

2Fe 2+  + 4OH –   → 2Fe (OH) 2

Das Eisenoxid reagiert mit Sauerstoff unter Bildung von Rotrost Fe 2 O 3 · H 2 O.

Aufgrund der elektrochemischen Natur der Reaktion unterstützen in Wasser gelöste Elektrolyte die Reaktion. Rost tritt beispielsweise in Salzwasser schneller auf als in reinem Wasser.

Denken Sie daran, dass Sauerstoffgas (O 2) nicht die einzige Sauerstoffquelle in Luft oder Wasser ist. Kohlendioxid (CO 2) enthält auch Sauerstoff. Kohlendioxid und Wasser reagieren unter Bildung einer schwachen Kohlensäure. Kohlensäure ist ein besserer Elektrolyt als reines Wasser. Wenn die Säure das Eisen angreift, zerfällt Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Freier Sauerstoff und gelöstes Eisen bilden Eisenoxid und setzen Elektronen frei, die zu einem anderen Teil des Metalls fließen können. Sobald das Rosten beginnt, korrodiert es das Metall weiter.

 

Rost verhindern

Rost ist spröde, zerbrechlich, progressiv und schwächt Eisen und Stahl. Um Eisen und seine Legierungen vor Rost zu schützen, muss die Oberfläche von Luft und Wasser getrennt werden. Eisen kann beschichtet werden. Edelstahl enthält Chrom, das ein Oxid bildet, ähnlich wie Eisen Rost bildet. Der Unterschied besteht darin, dass das Chromoxid nicht abblättert und somit eine Schutzschicht auf dem Stahl bildet.

 

Zusätzliche Referenzen

  • Gräfen, H.; Horn, EM; Schlecker, H.; Schindler, H. (2000). „Korrosion.“ Ullmanns Enzyklopädie der Industriechemie . Wiley-VCH. doi: 10.1002 / 14356007.b01_08
  • Holleman, AF; Wiberg, E. (2001). Anorganische Chemie . Akademische Presse. ISBN 0-12-352651-5.
  • Waldman, J. (2015). Rost – Der längste Krieg . Simon & Schuster. New York. ISBN 978-1-4516-9159-7.

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