Ruginirea fierului este procesul prin care se produce Rugina. Rugina în chimie este un compus chimic care se formează prin oxidarea fierului și are o culoare maro-roșiatică. Rugina se formează atunci când fierul reacționează cu apa în prezența apei.

Ruginirea fierului este foarte dăunătoare pentru diverse mașini și alte echipamente care sunt fabricate din Fier, deoarece le slăbește și scade durata de viață a mașinii. În acest articol, vom afla despre ruginirea fierului, factorii care afectează ruginirea fierului și altele în detaliu.

Cuprins

• Ruginirea fierului
• Ce este chimia din spatele ruginării fierului?
• Factorii care afectează ruginirea fierului
• Care sunt daunele cauzate de ruginirea obiectelor de fier?
• Cum poate fi prevenită ruginirea?
• De ce este ruginirea un fenomen nedorit?

Ruginirea fierului

Ruginirea este fenomenul de formare a unei învelișuri brun-roșcatice pe suprafața fierului din cauza acțiunii aerului umed, iar stratul maro-roșcat este denumit rugină. Pur și simplu spus, rugina este o substanță fulgioasă roșu-maro care se formează atunci când un obiect de fier este expus la aer umed pentru o perioadă lungă de timp. Ruginirea este termenul pentru acest fenomen. Ruginirea este oxidare de fier.

Ruginirea fierului și a oțelului este cel mai răspândit exemplu de metal coroziune . Ruginirea sistemelor de evacuare și a caroseriei vehiculelor, a conductelor de apă și a multor tipuri de structuri de oțel sunt toate cazuri binecunoscute. Acțiunea combinată a aerului și a apei asupra fierului face ca acesta să ruginească. Ruginirea nu are loc în aerul complet uscat sau în aerul care este complet lipsit de apă. Condițiile atmosferice și contribuțiile relative ale componentelor care reglează rugina definesc compoziția particulară a ruginii. Este compus în principal din oxid feric hidratat, deci formula chimică a ruginii este Credinţă ₂ O ₃ .xH ₂ O . Următorul răspuns poate caracteriza aproximativ formarea sa:

4Fe+3O ₂ +2xH ₂ O → 2Fe ₂ O ₃ .xH ₂ O

moștenire java

Suprafața exterioară a fierului ruginește mai întâi în prezența aerului umed, iar la suprafață se depune un strat de oxid feric hidratat (rugina). Acest strat este delicat și poros, iar dacă devine prea gros, se poate desprinde. Straturile cele mai joase de fier sunt expuse mediului, provocându-le să ruginească. Fierul își pierde în cele din urmă puterea pe măsură ce procesul continuă.

Ce este chimia din spatele ruginării fierului?

Rugina fierului este o reacție de oxidare. În timpul ruginării, fierul se combină cu oxigenul din aer în prezența apei pentru a genera Fe₂O₃.xH₂O, un oxid de fier hidratat (III).

Acest oxid de fier hidratat (Ill) se numește rugină. Rugina este în mare parte hidratată Oxid de fier (III), Fe ₂ O ₃ .xH ₂ O . Culoarea ruginii este maro-roscat. Cu toții am observat rugina maro-roșcată pe cuiele, șuruburile, țevile și balustradele din fier. Când este expus la aer umed, nu doar fierul, ci și oțelul, ruginește. Oțelul, pe de altă parte, este mai rezistent la rugină decât fierul.

Ruginirea fierului este o schimbare chimică

Rugini se formează atunci când fierul (sau un aliaj de fier) ​​este expus la oxigen în prezența umidității. Această reacție nu este instantanee; mai degrabă, are loc pe o perioadă lungă de timp. Oxizii de fier se formează atunci când atomii de oxigen se combină cu atomii de fier. Ca urmare, legăturile dintre atomii de fier din obiect/structură sunt slăbite.

Starea de oxidare a fierului crește ca urmare a reacției de ruginire, care este urmată de pierderea de electroni. Rugina este compusă în principal din două tipuri de oxizi de fier care diferă în starea de oxidare a atomului de fier. Aceștia sunt oxizii:

1. Oxidul de fier (II) este cunoscut și sub denumirea de oxid feros. Această substanță are o stare de oxidare de +2 și formula chimică Urât .
2. Oxidul de fier (III), adesea cunoscut sub numele de oxid feric, este un compus în care atomul de fier are o stare de oxidare de +3. Credinţă ₂ O ₃ este formula chimică a acestei substanțe.

Fierul este un agent reducător, dar oxigenul este un excelent agent de oxidare. Când este expus la oxigen, atomul de fier cedează cu ușurință electroni. Reacția chimică este descrisă după cum urmează:

Credință → Credință ²⁺ + 2e ^–

Când apă este prezentă, atomul de oxigen crește starea de oxidare a fierului.

4Fe ²⁺ +O ₂ → 4Fe ³⁺ +2O ^2-

Cationii de fier și moleculele de apă suferă acum următoarele reacții acido-bazice.

Credinţă ²⁺ +2 ore ₂ O ⇌ Fe(OH) ₂ +2 ore ⁺

Credinţă ³⁺ + 3 ore ₂ O ⇌ Fe(OH) ₃ + 3 ore ⁺

Reacția directă dintre cationii de fier și ionii de hidroxid produce, de asemenea, hidroxizi de fier.

O ₂ + H ₂ O + 4e ^– → 4OH ^–

metode arraylist

Credinţă ²⁺ + 2OH ^– → Fe(OH) ₂

Credinţă ³⁺ +3OH ^– → Fe(OH) ₃

Hidroxizii de fier care rezultă sunt acum deshidratați, producând oxizii de fier care ruginesc. În acest proces sunt implicate multe procese chimice, dintre care unele sunt prezentate mai jos.

• 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

Toate reacțiile chimice enumerate mai sus au un lucru în comun: toate necesită prezența apei și a oxigenului. Ca rezultat, cantitatea de oxigen și apă din jurul metalului poate fi limitată pentru a preveni ruginirea.

Factori care afectează ruginirea fierului

Mulți factori contribuie la ruginirea fierului, inclusiv cantitatea de umiditate din aer și pH-ul mediului înconjurător. Următoarele sunt câteva dintre aceste elemente.

1. Umiditate: Disponibilitatea apei în mediu limitează coroziunea fierului. Cea mai răspândită cauză a ruginii este expunerea la ploaie.
2. Procesul de rugină este accelerat dacă pH-ul mediului din jurul metalului este scăzut. Când fierul este expus ploilor acide, ruginește mai repede. Coroziunea fierului este încetinită de un pH mai ridicat.
3. Datorită prezenței diferitelor săruri în apă, fierul ruginește mai repede. Mulți ioni din apa sărată accelerează procesul de rugină prin procese electrochimice.
4. Impuritate: În comparație cu fierul care are o varietate de metale, fierul pur ruginește mai lent.

Mărimea obiectului de fier poate influența, de asemenea, cât de repede ruginește. Un obiect uriaș de fier, de exemplu, este probabil să aibă defecte minore din cauza procesului de topire. Aceste defecte oferă o platformă pentru atacurile de mediu asupra metalului.

Experimentați pentru a demonstra că aerul și umiditatea sunt esențiale pentru ruginire

Procedură pentru a demonstra că ruginirea necesită umiditate și aer.

• Cuie curate de fier trebuie plasate în fiecare dintre cele trei borcane de testare etichetate A, B și C.
• Umpleți eprubeta A cu apă de la robinet și închideți-o.
• Umpleți eprubeta B cu apă distilată fierbinte, apoi adăugați aproximativ 1 ml de ulei și tapeți-o. Uleiul va pluti la suprafața apei, împiedicând evaporarea aerului.
• Umpleți eprubeta C cu clorură de calciu anhidră și tapeți-o. Orice umiditate din aer va fi absorbita de clorura de calciu anhidra.
• Lăsați câteva zile pentru ca aceste eprubete să se așeze înainte de a observa.

Observare

Cuie de fier ruginesc in eprubeta A dar nu si in eprubetele B si C, conform rezultatelor. Unghiile din eprubeta A s-au corodat deoarece au fost expuse atât la aer, cât și la apă. Unghiile eprubetei B sunt expuse numai la apă, dar unghiile eprubetei C sunt expuse la aer uscat.

Concluzie

Acest experiment demonstrează că ruginirea necesită atât aer (oxigen), cât și umiditate.

Care sunt daunele cauzate de ruginirea obiectelor de fier?

Rugina este permeabilă și moale și, pe măsură ce alunecă de pe suprafața unui obiect de fier ruginit, fierul de dedesubt ruginește. Drept urmare, rugina de fier este un proces constant care consumă articolele de fier în timp, făcându-le fără valoare. Ruginirea fierului cauzează daune semnificative în timp, deoarece este folosit pentru a construi o gamă largă de structuri și mărfuri, inclusiv poduri, grătare, balustrade, porți și caroserii mașinilor, autobuzelor, camioanelor și navelor. Este de la sine înțeles că ar trebui să avem o modalitate de a preveni ruginirea fierului.

Cum poate fi prevenită ruginirea?

Pierderea obiectelor de fier din cauza ruginii are un impact economic uriaș asupra țării și trebuie evitată. Pentru a împiedica ruginirea obiectelor din fier, sunt folosite o varietate de tehnici. Pentru a păstra aerul și apa, majoritatea modalităților necesită acoperirea piesei de fier cu ceva. Următoarele sunt câteva dintre cele mai răspândite modalități de a preveni ruginirea fierului:

Ruginirea fierului poate fi prevenită prin vopsire:

Acoperirea suprafeței fierului de călcat cu vopsea este cel mai popular mod de a-l împiedica să ruginească. Când vopseaua este plasată pe suprafața unui obiect de fier, împiedică aerul și umezeala să intre în contact cu obiectul, prevenind ruginirea. Pentru a preveni ruginirea, grătarele ferestrelor, balustradele, podurile de fier, mobilierul din oțel, vagoanele de cale ferată și caroserii auto, autobuzelor și camioanelor, printre altele, sunt toate vopsite în mod regulat.

Ruginirea fierului poate fi prevenită prin aplicarea de grăsime sau ulei:

Atunci când unsoare sau ulei sunt plasate pe suprafața unui obiect de fier, aerul și umezeala sunt împiedicate să intre în contact cu acesta, prevenind coroziunea. Uneltele și piesele de mașini din fier și oțel, de exemplu, sunt frecate cu unsoare sau ulei pentru a preveni coroziunea.

Ruginirea fierului poate fi prevenită prin alierea:

Oțelul inoxidabil este creat atunci când fierul este aliat cu crom și nichel. Oțelul inoxidabil este rezistent la rugină. Ustensilele de gătit, foarfecele și echipamentele medicale din oțel inoxidabil, de exemplu, nu se corodează. Oțelul inoxidabil, pe de altă parte, este prea scump pentru a fi utilizat în cantități mari.

Asculta

Staniul este netoxic, iar reactivitatea sa este mai mică decât cea a fierului. Conservele alimentare sunt conservate, ceea ce înseamnă că au un strat subțire de tablă pe ele. Ca rezultat, atunci când un strat subțire galvanizat de metal de staniu este depus pe articole din fier și oțel, obiectele din fier și oțel sunt protejate de rugină. Cutiile de tiffin placate cu cositor sunt utilizate deoarece nu sunt toxice și nu contaminează alimentele din interior. Coitorirea previne ruginirea fierului.

Emailarea

Emailarea este o procedură la căldură ridicată care implică topirea sticlei pulbere într-un substrat metalic. Emailurile pot fi folosite pe o varietate de suprafețe, inclusiv sticlă și ceramică. Emailarea previne ruginirea fierului.

Galvanizare

Galvanizarea protejează împotriva ruginării articolele expuse la umiditate excesivă, cum ar fi foile de acoperiș și conductele. Galvanizarea este tehnica de aplicare a unui strat subțire de zinc pe oțel și fier pentru a preveni rugina. Fierul galvanizat este fierul care a fost acoperit cu zinc. Zincul este mai reactiv decât fierul, prin urmare, în prezența umidității, interacționează cu oxigenul pentru a genera un strat invizibil de oxid de zinc care îl protejează de ruginirea ulterioară. Este demn de remarcat faptul că, chiar dacă stratul de zinc al produselor din fier galvanizat este rupt, acestea rămân fără rugină. Deoarece zincul este mai reactiv decât fierul, acesta este cazul.

educație shloka mehta

Galvanizarea

Galvanizarea este o altă metodă de a preveni ruginirea articolelor. În această procedură, metalele necorozive, inclusiv staniul, nichelul și cromul, sunt galvanizate pe fier. Această tehnică nu numai că împiedică ruginirea bunurilor, dar le îmbunătățește și frumusețea. Accesoriile pentru baie și elementele vehiculului, cum ar fi ghidonul de bicicletă, barele de protecție auto și așa mai departe, sunt exemple de articole cromate.

De ce este ruginirea un fenomen nedorit?

Ruginirea fierului este un fenomen foarte nedorit și îl face foarte slab. Face fierul scălător și slab și i-a degradat rezistența, aspectul și permeabilitatea. Ruginirea fierului poate duce la deteriorarea automobile, balustrade, grătare și alte structuri de fier. Reduce durata de viață a produsului Iron și le face riscant de utilizat.

Citeşte mai mult

• Reactie redox
• Tencuiala Parisului
• Sodă caustică, bicarbonat de sodiu și bicarbonat de sodiu

Exemple de întrebări despre ruginirea fierului

Întrebarea 1: Care este procesul de ruginire a fierului?

Răspuns:

Rugina fierului este o reacție de oxidare. În prezența apei, fierul metal interacționează cu oxigenul din aer pentru a genera oxid de fier hidratat (III), Fe₂O₃.xH₂O. Acest oxid de fier hidratat (III) este denumit rugină. Rugina este în mare parte oxid de fier hidratat (III), Fe₂O₃.xH₂O, ca rezultat. Rugina este o nuanță maro-roșcată

Întrebarea 2: Cum se numește ruginirea fierului?

Răspuns:

Ruginirea este fenomenul de formare a unui înveliș brun-roșcat pe suprafața fierului din cauza acțiunii aerului umed, iar stratul maro-roșcat este denumit rugină.

Întrebarea 3: Cum poate fi prevenită ruginirea fierului?

Răspuns:

Ruginirea fierului poate fi prevenită prin următoarele metode:

comparare șiruri în java

• Aplicarea vopselei
• Aplicarea de unsoare sau ulei
• Prin galvanizare
• Prin galvanizare
• Utilizarea fierului de aliaj pentru a face oțel inoxidabil
• Prin Tinning
• Folosind emailarea

Întrebarea 4: Ce este Rugina?

Răspuns:

Când fierul este expus la aer pentru o perioadă îndelungată de timp, se oxidează și dezvoltă un oxid de fier brun-roșcat la suprafață. Rugina este numele acestui material maro-roscat. Rugina se formează prin următoarea ecuație,

4Fe+3O ₂ +2xH ₂ O → 2Fe ₂ O ₃ .xH ₂ O

Întrebarea 5: Cum deteriorează rugina obiectele de fier?

Răspuns:

Rugina este permeabilă și moale și, pe măsură ce alunecă de pe suprafața unui obiect de fier ruginit, fierul de dedesubt ruginește. Drept urmare, rugina de fier este un proces constant care consumă articolele de fier în timp, făcându-le fără valoare. Ruginirea fierului cauzează daune semnificative în timp, deoarece este folosit pentru a construi o gamă largă de structuri și mărfuri, inclusiv poduri, grătare, balustrade, porți și caroserii mașinilor, autobuzelor, camioanelor și navelor. Este de la sine înțeles că ar trebui să avem o modalitate de a preveni ruginirea fierului.

Întrebarea 6: Care sunt condițiile necesare pentru ruginire?

Răspuns:

Mulți factori contribuie la ruginirea fierului, inclusiv cantitatea de umiditate din aer și pH-ul mediului înconjurător. Următoarele sunt câteva dintre aceste elemente.

• Umiditate: Disponibilitatea apei în mediu limitează coroziunea fierului.
• Procesul de rugină este accelerat dacă pH-ul mediului din jurul metalului este scăzut.
• Datorită prezenței diferitelor săruri în apă, fierul ruginește mai repede.
• Impuritate: În comparație cu fierul care are o varietate de metale, fierul pur ruginește mai lent.

De asemenea, verificați,

• Clor (Cl)
• Baze puternice și slabe
• Compuși importanți ai sodiului

Ruginirea fierului-Întrebări frecvente

1. Ce sunt schimbările fizice și chimice?

Modificările care au loc într-un compus se numesc modificări. Modificările care apar în proprietățile fizice ale compusului se numesc modificări fizice, în timp ce modificările care au loc în proprietățile chimice ale compusului se numesc modificări chimice.

2. Ruginirea fierului este o schimbare fizică sau chimică?

Rugina este alcătuită din oxid de fier (Fe₂O₃). Drept urmare, rugina și fierul nu sunt sinonime. Rugina este o reacție de oxidare și, prin urmare, este o schimbare chimică.

3. Ce cauzează ruginirea fierului?

Rugina este o reacție de oxidare și apare atunci când fierul reacţionează cu oxigenul și apa.

4. Care este reacția chimică a ruginii?

Reacția chimică a ruginii este, 4Fe+3O ₂ +6H ₂ O → 4Fe(OH) ₃ .

5. Ce tip de reacție chimică este ruginirea fierului?

Ruginirea fierului este o reacție de oxidare.