Rooste on raua üldnimetus oksiid. Rooste kõige tuntum vorm on punakas kate, mis moodustab helbed raual ja terasel (Fe2O3), kuid rooste on ka teistes värvides, sealhulgas kollane, pruun, oranž ja ühtlane roheline! Erinevad värvid kajastavad rooste erinevaid keemilisi koostisi.
Rooste all peetakse silmas raudoksiidi või oksiide raua sulamid, näiteks teras. Muude metallide oksüdeerumisel on teised nimed. Näiteks on hõbe hõre ja vask verdigris.
Key Takeaways: kuidas rooste töötab
- Rooste on kemikaali üldnimetus, mida nimetatakse raudoksiidiks. Tehniliselt on see raudoksiidi hüdraat, sest puhas raudoksiid ei ole roosteta.
- Rooste moodustub, kui raud või selle sulamid puutuvad kokku niiske õhuga. Õhus olev hapnik ja vesi reageerivad metalliga hüdraatunud oksiidiks.
- Rooste tuttav punane vorm on (Fe2O3), kuid raual on muid oksüdatsiooniasendeid, nii et see võib moodustada muid rooste värve.
Rooste moodustav keemiline reaktsioon
Ehkki roostet peetakse oksüdatsioonireaktsioon, väärib märkimist mitte kõik raudoksiidid pole roosteta
. Kui hapnik reageerib rauaga, moodustub rooste, kuid raua ja hapniku kokku panemisest ei piisa. Kuigi umbes 21% õhk koosneb hapnikust,roostetamist ei esine kuivas õhus. See esineb niiskes õhus ja vees. Rooste moodustamiseks on vaja kolme kemikaali: rauda, hapnik ja vesi.raud + vesi + hapnik → hüdraatunud raud (III) oksiid
See on näide elektrokeemiline reaktsioon ja korrosioon. Toimub kaks erinevat elektrokeemilist reaktsiooni:
Raua vesilahusesse minek toimub anoodse lahustumise või oksüdeerumisega:
2Fe → 2Fe2+ + 4e-
Vees lahustunud hapniku katoodiline redutseerimine toimub ka:
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
Rauaioon ja hüdroksiidioon reageerivad, moodustades raudhüdroksiidi:
2Fe2+ + 4OH- → 2Fe (OH)2
Raudoksiid reageerib hapnikuga punase rooste saamiseks Fe2O3.H2O
Reaktsiooni elektrokeemilise olemuse tõttu aitavad vees lahustunud elektrolüüdid reaktsiooni hõlbustada. Rooste tekib soolases vees kiiremini kui näiteks puhtas vees.
Pidage meeles gaasi hapnikku (O2) pole õhus ega vees ainus hapnikuallikas. Süsinikdioksiid (CO2) sisaldab ka hapnikku. Süsinikdioksiid ja vesi reageerivad, moodustades nõrga süsihappe. Süsihape on parem elektrolüüt kui puhas vesi. Kui hape ründab rauda, laguneb vesi vesinikuks ja hapnikuks. Vaba hapnik ja lahustunud raud moodustavad raudoksiidi, vabastades elektronid, mis võivad voolata metalli teise ossa. Kui roostetamine algab, söövitab see metalli edasi.
Rooste ennetamine
Rooste on habras, habras, progresseeruv ning nõrgestab rauda ja terast. Raua ja selle sulamite kaitsmiseks rooste eest tuleb pind õhust ja veest eraldada. Katteid saab kasutada rauaga. Roostevaba teras sisaldab kroomi, mis moodustab oksiidi, sarnaselt sellega, kuidas raud moodustab rooste. Erinevus on selles, et kroomoksiid ei leebe, moodustades seega terasele kaitsekihi.
Täiendavad viited
- Gräfen, H.; Sarv, E. M.; Schlecker, H.; Schindler, H (2000). "Korrosioon." Ullmanni tööstuskeemia entsüklopeedia. Wiley-VCH. doi: 10.1002 / 14356007.b01_08
- Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Anorgaaniline keemia. Akadeemiline ajakirjandus. ISBN 0-12-352651-5.
- Waldman, J. (2015). Rooste - kõige pikem sõda. Simon & Schuster. New York. ISBN 978-1-4516-9159-7.