Rust av jern er prosessen der rusten produseres. Rust in Chemistry er en kjemisk forbindelse som dannes ved oksidasjon av jern, og den er rødbrun i fargen. Rust dannes når jern reagerer med vann i nærvær av vann.

Rusting av jern er svært skadelig for ulike maskiner og annet utstyr som er laget av jern, da det gjør dem svake og reduserer levetiden til maskinen. I denne artikkelen vil vi lære om rusting av jern, faktorer som påvirker rusting av jern og andre i detalj.

Innholdsfortegnelse

• Rust av jern
• Hva er kjemien bak rusten av jern?
• Faktorer som påvirker rusten av jern
• Hva er skader forårsaket av rust på jerngjenstander?
• Hvordan kan rust forhindres?
• Hvorfor er rust et uønsket fenomen?

Rust av jern

Rust er fenomenet med at det dannes et rødbrunt belegg på overflaten av jern på grunn av påvirkning av våt luft, og det rødbrune belegget omtales som rust. Enkelt sagt, rust er et rødbrunt flakete stoff som dannes når en jerngjenstand utsettes for våt luft over en lengre periode. Rusting er betegnelsen på dette fenomenet. Rusting er oksidasjon av jern.

Rusting av jern og stål er det mest utbredte eksemplet på metallisk korrosjon . Rust på eksosanlegg og kjøretøyskarosseri, vannrør og mange typer konstruksjonsstål er velkjente tilfeller. Den kombinerte virkningen av luft og vann på jern får det til å ruste. Rust skjer ikke i helt tørr luft eller i luften som er helt uten vann. Atmosfæriske forhold og de relative bidragene til komponentene som regulerer rust definerer den spesielle sammensetningen av rusten. Den er hovedsakelig sammensatt av hydrert jernoksid, så den kjemiske formelen for rust er Tro ₂ O ₃ .xH ₂ O . Følgende respons kan grovt karakterisere dannelsen:

4Fe+3O ₂ +2xH ₂ O → 2Fe ₂ O ₃ .xH ₂ O

Den ytre overflaten av jern ruster først i nærvær av våt luft, og et lag med hydrert jernoksid (rust) avsettes på overflaten. Dette laget er delikat og porøst, og hvis det blir for tykt, kan det falle av. De nederste lagene av jern utsettes for miljøet, og får dem til å ruste. Jern mister til slutt sin styrke ettersom prosessen fortsetter.

Hva er kjemien bak rusten av jern?

Jernrust er en oksidasjonsreaksjon. Under rust kombineres jern med oksygen i luften i nærvær av vann for å generere Fe₂O₃.xH₂O, et hydratisert jern(III)oksid.

Dette hydrerte jernoksidet (Ill) kalles rust. Rust er i stor grad hydrert jern(III)oksid, Fe ₂ O ₃ .xH ₂ O . Fargen på rust er rødbrun. Vi har alle lagt merke til rødbrun rust på jernspiker, skruer, rør og rekkverk. Når de utsettes for våt luft, ruster ikke bare jern, men også stål. Stål er derimot mer motstandsdyktig mot rust enn jern.

Rusting av jern er en kjemisk forandring

Rust dannes når jern (eller en legering av jern) utsettes for oksygen i nærvær av fuktighet. Denne reaksjonen er ikke øyeblikkelig; snarere foregår det over lang tid. Jernoksider dannes når oksygenatomer kombineres med jernatomer. Bindingene mellom jernatomene i objektet/strukturen svekkes som følge av dette.

Oksydasjonstilstanden til jern øker som følge av rustreaksjonen, som følges av tap av elektroner. Rust er primært sammensatt av to typer jernoksider som er forskjellige i oksidasjonstilstanden til jernatomet. Dette er oksidene:

1. Jern(II)oksid er også kjent som jern(II)oksid. Dette stoffet har en oksidasjonstilstand på +2 og den kjemiske formelen Stygg .
2. Jern(III)oksid, ofte kjent som Ferrioksid, er en forbindelse der jernatomet har en oksidasjonstilstand på +3. Tro ₂ O ₃ er den kjemiske formelen for dette stoffet.

Jern er et reduksjonsmiddel, men oksygen er et utmerket oksidasjonsmiddel. Når det utsettes for oksygen, gir jernatomet lett bort elektroner. Den kjemiske reaksjonen er beskrevet som følger:

Tro → Tro ²⁺ + 2e ^–

Når vann er tilstede, øker oksygenatomet oksidasjonstilstanden til jern.

4 Fe ²⁺ + O ₂ → 4Fe ³⁺ +2O ^2-

Jernkationene og vannmolekylene gjennomgår nå følgende syre-base-reaksjoner.

Tro ²⁺ +2H ₂ O ⇌ Fe(OH) ₂ +2H ⁺

Tro ³⁺ + 3H ₂ O ⇌ Fe(OH) ₃ + 3H ⁺

Den direkte reaksjonen mellom jernkationene og hydroksidionene produserer også jernhydroksider.

O ₂ + H ₂ O + 4e ^– → 4OH ^–

Tro ²⁺ + 2OH ^– → Fe(OH) ₂

Tro ³⁺ +3OH ^– → Fe(OH) ₃

Jernhydroksidene som resulterer er nå dehydrert, og gir jernoksidene som danner rust. Mange kjemiske prosesser er involvert i denne prosessen, noen av dem er gitt nedenfor.

• Fe(OH) ₂ ⇌ FeO + H ₂ O
• 4Fe(OH) ₂ + O ₂ + xH ₂ O → 2Fe ₂ O ₃ .(x+4)H ₂ O
• Fe(OH) ₃ ⇌ FeO(OH) + H ₂ O
• FeO(OH) ⇌ Fe ₂ O ₃ + H ₂ O

Alle de kjemiske reaksjonene som er oppført ovenfor har én ting til felles: de krever alle tilstedeværelse av vann og oksygen. Som et resultat kan mengden oksygen og vann som omgir metallet begrenses for å forhindre rust.

Faktorer som påvirker rusten av jern

Mange faktorer bidrar til rusten av jern, inkludert mengden fuktighet i luften og pH i omgivelsene. Følgende er noen av disse elementene.

1. Fuktighet: Tilgjengeligheten av vann i miljøet begrenser korrosjonen av jern. Den mest utbredte årsaken til rust er eksponering for regn.
2. Rustprosessen akselereres hvis pH i miljøet rundt metallet er lav. Når jern utsettes for sur nedbør, ruster det raskere. Jernkorrosjon bremses av en høyere pH.
3. På grunn av tilstedeværelsen av ulike salter i vannet, ruster jern raskere. Mange ioner i saltvann fremskynder rustprosessen gjennom elektrokjemiske prosesser.
4. Urenhet: Sammenlignet med jern som har en rekke metaller, ruster rent jern saktere.

Størrelsen på jerngjenstanden kan også påvirke hvor raskt den ruster. En stor jerngjenstand, for eksempel, vil sannsynligvis ha mindre feil på grunn av smelteprosessen. Disse feilene gir en plattform for miljøangrep på metallet.

Eksperimenter for å bevise at luft og fuktighet er avgjørende for rust

Prosedyre for å demonstrere at rust krever fuktighet og luft.

• Rene jernspiker bør plasseres i hver av de tre testkrukkene merket A, B og C.
• Fyll reagensrør A med vann fra springen og kork det.
• Fyll reagensrør B med varmt destillert vann, tilsett deretter omtrent 1 ml olje og kork det. Oljen vil flyte på overflaten av vannet, og hindre luften fra å fordampe.
• Fyll reagensglasset C med vannfritt kalsiumklorid og kork det. Eventuell fuktighet i luften vil bli absorbert av vannfritt kalsiumklorid.
• La disse reagensrørene sette seg noen dager før du observerer.

Observasjon

Jernspiker ruster i reagensrør A men ikke i reagensrør B og C, ifølge resultatene. Neglene i reagensrør A korroderte fordi de ble utsatt for både luft og vann. Reagensrør Bs negler er utelukkende utsatt for vann, men reagensrør Cs negler er utsatt for tørr luft.

Konklusjon

Dette eksperimentet viser at rusting krever både luft (oksygen) og fuktighet.

Hva er skader forårsaket av rust på jerngjenstander?

Rust er permeabel og myk, og når den glir av overflaten til en rusten jerngjenstand, ruster jernet under. Som et resultat er jernrust en konstant prosess som spiser bort jerngjenstander over tid, og gjør dem verdiløse. Rusting av jern forårsaker betydelig skade over tid siden det brukes til å bygge et bredt spekter av strukturer og varer, inkludert broer, griller, rekkverk, porter og karosseri til biler, busser, lastebiler og skip. Det sier seg selv at vi bør ha en måte å forhindre at jern ruster.

Hvordan kan rust forhindres?

Tap av jerngjenstander på grunn av rust har en enorm økonomisk innvirkning på landet, og det må unngås. For å forhindre at jernting ruster, brukes en rekke teknikker. For å holde luft og vann ute, krever de fleste måtene å dekke jernstykket med noe. Følgende er noen av de mest utbredte måtene å forhindre at jern ruster:

Rusting av jern kan forhindres ved å male:

Å belegge overflaten av jernet med maling er den mest populære måten å forhindre at det ruster. Når malingen plasseres på overflaten av en jerngjenstand, forhindrer den at luft og fuktighet kommer i kontakt med gjenstanden, og forhindrer rust. For å forhindre rust, males blant annet vindusgriller, rekkverk, jernbroer, stålinnredninger, jernbanevogner og karosseri til biler, busser og lastebiler regelmessig.

Rust på jern kan forhindres ved å påføre fett eller olje:

Når fett eller olje plasseres på overflaten av en jerngjenstand, hindres luft og fuktighet i å komme i kontakt med den, noe som forhindrer korrosjon. Jern- og stålverktøy og maskindeler gnis for eksempel med fett eller olje for å forhindre korrosjon.

Rusting av jern kan forhindres ved å legere:

Rustfritt stål blir til når jernet er legert med krom og nikkel. Rustfritt stål er ugjennomtrengelig for rust. Kokeredskaper, sakser og medisinsk utstyr i rustfritt stål, for eksempel, korroderer ikke. Rustfritt stål er derimot for dyrt til å kunne brukes i store mengder.

Lytte

Tinn er ikke giftig, og dets reaktivitet er lavere enn jern. Matbokser er hermetisert, noe som betyr at de har et tynt lag tinn på seg. Som et resultat, når et galvanisert tynt belegg av tinnmetall avsettes på jern- og stålgjenstander, er jern- og stålobjektene beskyttet mot rust. Tinnbelagte tiffinbokser brukes fordi de er giftfrie og ikke forurenser maten inne. Fortinning forhindrer rust av jern.

Emaljering

Emaljering er en høyvarmeprosedyre som innebærer å smelte pulverisert glass inn i et metallsubstrat. Emaljer kan brukes på en rekke overflater, inkludert glass og keramikk. Emaljering forhindrer rust på jern.

Galvanisering

Galvanisering beskytter gjenstander som er utsatt for høy fuktighet, som takplater og rørledninger, mot rust. Galvanisering er teknikken for å påføre et tynt lag med sink på stål og jern for å forhindre rust. Galvanisert jern er jern som har blitt sinkbelagt. Sink er mer reaktivt enn jern, derfor i nærvær av fuktighet, interagerer det med oksygen for å generere et usynlig lag av sinkoksyd som beskytter det mot ytterligere rust. Det er verdt å merke seg at selv om sinkbelegget på galvaniserte jernprodukter er ødelagt, forblir de rustfrie. Fordi sink er mer reaktivt enn jern, er dette tilfellet.

Galvanisering

Galvanisering er en annen metode for å forhindre at gjenstander ruster. I denne prosedyren blir ikke-korroderende metaller inkludert tinn, nikkel og krom galvanisert på jern. Denne teknikken forhindrer ikke bare varene fra å ruste, men forbedrer også deres skjønnhet. Baderomsinnredning og kjøretøyelementer som sykkelstyre, bilstøtfangere og så videre er eksempler på forkromede gjenstander.

Hvorfor er rust et uønsket fenomen?

Rusting av jern er et svært uønsket fenomen, og det gjør jern veldig svakt. Det gjør jern flakete og svakt, og forringer dets styrke, utseende og permeabilitet. Rust på jern kan føre til skade på biler, rekkverk, griller og annen jernstruktur. Det reduserer levetiden til Iron-produktet og gjør dem risikable å bruke.

Les mer

• Redoksreaksjon
• Gips
• Kaustisk soda, vaskebrus og natron

Eksempelspørsmål om rusting av jern

Spørsmål 1: Hva er prosessen med å ruste jern?

Svar:

Jernrust er en oksidasjonsreaksjon. I nærvær av vann interagerer jernmetallet med oksygen i luften for å generere hydrert jern(III)oksid, Fe₂O₃.xH₂O. Dette hydratiserte jern(III)oksidet omtales som rust. Rust er i stor grad hydrert jern(III)oksid, Fe₂O₃.xH₂Å, som et resultat. Rust er en rødbrun nyanse

Spørsmål 2: Hva kalles rusting av jern?

Svar:

Rust er fenomenet med et rødbrunt belegg som dannes på overflaten av jern på grunn av påvirkningen av våt luft, og det rødbrune belegget omtales som rust.

Spørsmål 3: Hvordan kan rusting av jern forhindres?

Svar:

eksempel på java kart

Rust på jern kan forhindres ved å bruke følgende metoder:

• Påføring av maling
• Påføring av fett eller olje
• Ved galvanisering
• Ved galvanisering
• Bruke legeringsjern for å lage rustfritt stål
• Av Tinning
• Bruker emaljering

Spørsmål 4: Hva er rust?

Svar:

Når jern utsettes for luft over en lengre periode, oksiderer det og utvikler et rødbrunt jernoksid på overflaten. Rust er navnet på dette rødbrune materialet. Rust dannes via følgende ligning,

4Fe+3O ₂ +2xH ₂ O → 2Fe ₂ O ₃ .xH ₂ O

Spørsmål 5: Hvordan skader rust jerngjenstander?

Svar:

Rust er permeabel og myk, og når den glir av overflaten til en rusten jerngjenstand, ruster jernet under. Som et resultat er jernrust en konstant prosess som spiser bort jerngjenstander over tid, og gjør dem verdiløse. Rusting av jern forårsaker betydelig skade over tid siden det brukes til å bygge et bredt spekter av strukturer og varer, inkludert broer, griller, rekkverk, porter og karosseri til biler, busser, lastebiler og skip. Det sier seg selv at vi bør ha en måte å forhindre at jern ruster.

Spørsmål 6: Hvilke betingelser er nødvendige for rust?

Svar:

Mange faktorer bidrar til rusten av jern, inkludert mengden fuktighet i luften og pH i omgivelsene. Følgende er noen av disse elementene.

• Fuktighet: Tilgjengeligheten av vann i miljøet begrenser korrosjonen av jern.
• Rustprosessen akselereres hvis pH i miljøet rundt metallet er lav.
• På grunn av tilstedeværelsen av ulike salter i vannet, ruster jern raskere.
• Urenhet: Sammenlignet med jern som har en rekke metaller, ruster rent jern saktere.

Sjekk også,

• Klor (Cl)
• Sterke og svake baser
• Viktige forbindelser av natrium

Rusting av jern-vanlige spørsmål

1. Hva er fysiske og kjemiske endringer?

Endringene som skjer i en forbindelse kalles endringer. Endringene som skjer i de fysiske egenskapene til forbindelsen kalles de fysiske endringene, mens endringene som skjer de kjemiske egenskapene til forbindelsen kalles de kjemiske endringene.

2. Er rustingen av jern en fysisk eller kjemisk endring?

Rust består av jernoksid (Fe₂O₃). Som et resultat er rust og jern ikke synonyme. Rust er en oksidasjonsreaksjon og dermed en kjemisk endring.

3. Hva får jern til å ruste?

Rust er en oksidasjonsreaksjon og den oppstår når jern reageres med oksygen og vann.

4. Hva er den kjemiske reaksjonen av rust?

Den kjemiske reaksjonen til rusten er, 4Fe+3O ₂ +6H ₂ O → 4Fe(OH) ₃ .

5. Hvilken type kjemisk reaksjon er rustingen av jern?

Rusting av jern er en oksidasjonsreaksjon.