Rỉ sét là tên gọi chung của oxit sắt . Dạng rỉ sét quen thuộc nhất là lớp màu đỏ tạo thành vảy trên sắt và thép (Fe 2 O 3 ), nhưng rỉ sét cũng có các màu khác, bao gồm vàng, nâu, cam và thậm chí là xanh lá cây ! Các màu khác nhau phản ánh các thành phần hóa học khác nhau của oxit.
Rỉ sét đặc biệt đề cập đến oxit sắt hoặc hợp kim sắt , chẳng hạn như thép. Sự oxy hóa của các kim loại khác có tên khác. Chẳng hạn, có vết xỉn màu trên bạc và xanh lục trên đồng.
Chìa khóa takeaways: Làm thế nào Rust hoạt động
- Rỉ sét là tên gọi chung của hóa chất gọi là oxit sắt. Về mặt kỹ thuật, đó là oxit sắt ngậm nước, vì oxit sắt tinh khiết không bị gỉ.
- Rỉ sét hình thành khi sắt hoặc hợp kim của nó tiếp xúc với không khí ẩm. Oxy và nước trong không khí phản ứng với kim loại để tạo thành oxit hydrat.
- Dạng oxit màu đỏ quen thuộc là (Fe 2 O 3 ), nhưng sắt có các trạng thái oxi hóa khác nên có thể tạo thành các màu oxit khác.
Phản ứng hóa học hình thành rỉ sét
Mặc dù rỉ sét được coi là kết quả của phản ứng oxy hóa , nhưng điều đáng chú ý là không phải tất cả các oxit của sắt đều bị rỉ sét . Rỉ sét hình thành khi oxy phản ứng với sắt, nhưng chỉ đặt sắt và oxy lại với nhau là không đủ. Mặc dù khoảng 21% không khí bao gồm oxy,quá trình oxy hóa không xảy ra trong không khí khô. Xảy ra trong không khí ẩm và trong nước. Rỉ sét cần ba hóa chất để hình thành: sắt , oxy và nước.
sắt + nước + oxy → sắt(III) oxit ngậm nước
Đây là một ví dụ về phản ứng điện hóa và ăn mòn . Hai phản ứng điện hóa riêng biệt xảy ra:
Có sự hòa tan hoặc oxy hóa cực dương của sắt đi vào dung dịch nước (nước):
2Fe → 2Fe 2+ + 4e-
Quá trình khử cực âm của oxy hòa tan trong nước cũng xảy ra:
O 2 + 2H 2 O + 4e – → 4OH –
Ion sắt và ion hydroxit phản ứng tạo thành hydroxit sắt:
2Fe2 + + 4OH – → 2Fe(OH) 2
Oxit sắt phản ứng với oxi tạo ra gỉ đỏ, Fe 2 O 3 .H 2 O
Do bản chất điện hóa của phản ứng, chất điện phân hòa tan trong nước hỗ trợ phản ứng. Ví dụ, quá trình oxy hóa xảy ra nhanh hơn trong nước muối so với trong nước tinh khiết.
Hãy nhớ rằng khí ôxy (O 2 ) không phải là nguồn ôxy duy nhất trong không khí hoặc nước. Carbon dioxide (CO 2 ) cũng chứa oxy. Carbon dioxide và nước phản ứng để tạo thành axit carbonic yếu. Axit cacbonic là chất điện phân tốt hơn nước tinh khiết. Khi axit tấn công sắt, nước sẽ phân hủy thành hydro và oxy. Oxy tự do và sắt hòa tan tạo thành oxit sắt, giải phóng các electron, có thể di chuyển đến nơi khác trong kim loại. Khi quá trình oxy hóa bắt đầu, nó tiếp tục ăn mòn kim loại.
chống gỉ
Rỉ sét giòn, dễ gãy, leo và làm suy yếu sắt thép. Để bảo vệ sắt và hợp kim của nó khỏi rỉ sét, cần phải tách bề mặt khỏi không khí và nước. Lớp phủ có thể được áp dụng cho sắt. Thép không gỉ có chứa crom, tạo thành oxit, giống như sắt tạo thành rỉ sét. Sự khác biệt là oxit crom không bong ra, vì vậy nó tạo thành một lớp bảo vệ trên thép.
tài liệu tham khảo bổ sung
- Grafen, H.; Sừng, EM; Schlecker, H.; Schindler, H. (2000). “Ăn mòn.” Bách khoa toàn thư về hóa học công nghiệp của Ullmann . Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.b01_08
- Holleman, AF; Wiberg, E. (2001). Hóa học vô cơ . Báo chí học thuật. ISBN 0-12-352651-5.
- Waldman, J. (2015). Rust – Cuộc chiến dài nhất . Simon & Schuster. New York. ISBN 978-1-4516-9159-7.
