Kako delujeta rja in korozija

PhotoStock-Izrael / Getty Images

Rja je splošno ime za železo oksid . Najbolj poznana oblika rje je rdečkasta prevleka, ki tvori kosmiče na železu in jeklu (Fe_dvaO₃), vendar je rja na voljo tudi v drugih barvah, vključno z rumeno, rjavo, oranžno in celo zelena ! Različne barve odražajo različne kemične sestave rje.

Rja se posebej nanaša na okside na železu oz železove zlitine , kot je jeklo. Oksidacija drugih kovin ima druga imena. Na srebru je na primer temnenje, na bakru pa zelenica.

Ključni zaključki: Kako deluje rja

• Rja je splošno ime kemikalije, imenovane železov oksid. Tehnično je to hidrat železovega oksida, ker čisti železov oksid ni rja.
• Rja nastane, ko so železo ali njegove zlitine izpostavljene vlažnemu zraku. Kisik in voda v zraku reagirata s kovino in tvorita hidratiran oksid.
• Znana rdeča oblika rje je (Fe_dvaO₃), vendar ima železo drugačna oksidacijska stanja, zato lahko tvori druge barve rje.

Kemična reakcija, ki tvori rjo

Čeprav se rja šteje za rezultat an oksidacijska reakcija , je vredno omeniti niso vsi železovi oksidi rja . Rja nastane, ko kisik reagira z železom, vendar preprosto združitev železa in kisika ni dovolj. Čeprav približno 21 % zrak sestoji iz kisika, na suhem zraku ne pride do rjavenja. Pojavlja se v vlažnem zraku in vodi. Za nastanek rje so potrebne tri kemikalije: železo , kisik in voda.

železo + voda + kisik → hidratiran železov(III) oksid

To je primerelektrokemična reakcijain korozija . Pojavita se dve različni elektrokemijski reakciji:

Obstaja anodno raztapljanje ali oksidacija železa, ki prehaja v vodno (vodno) raztopino:

2Fe → 2Fe²⁺+ 4e-

Pojavi se tudi katodna redukcija kisika, ki je raztopljen v vodi:

O_dva+ 2H_dvaO + 4e^-→ 4OH^-

Železov ion in hidroksidni ion reagirata in tvorita železov hidroksid:

2Fe²⁺+ 4OH^-→ 2Fe(OH)_dva

Železov oksid reagira s kisikom, da nastane rdeča rja, Fe_dvaO₃.H_dvaO

Zaradi elektrokemične narave reakcije pripomorejo k reakciji raztopljeni elektroliti v vodi. Rja na primer v slani vodi hitreje nastane kot v čisti vodi.

Ne pozabite na plin kisik (O_dva)ni edini vir kisika v zraku ali vodi. Ogljikov dioksid (CO_dva)vsebuje tudi kisik. Ogljikov dioksid in voda reagirata in tvorita šibko ogljikovo kislino. Ogljikova kislina je boljši elektrolit kot čista voda. Ko kislina napade železo, voda razpade na vodik in kisik. Prosti kisik in raztopljeno železo tvorita železov oksid, pri čemer se sproščajo elektroni, ki lahko tečejo v drug del kovine. Ko se začne rjavenje, še naprej razjeda kovino.

Preprečevanje rje

Rja je krhka, krhka, progresivna in oslabi železo in jeklo. Za zaščito železa in njegovih zlitin pred rjo je treba površino ločiti od zraka in vode. Premaze lahko nanesemo na železo. Nerjaveče jeklo vsebuje krom, ki tvori oksid, podobno kot železo tvori rjo. Razlika je v tem, da se kromov oksid ne lušči, zato tvori zaščitno plast na jeklu.

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). Anorganska kemija . Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
• Waldman, J. (2015). Rust - najdaljša vojna . Simon & Schuster. New York. ISBN 978-1-4516-9159-7.