Rustning af jern er den proces, hvorved rusten produceres. Rust i kemi er en kemisk forbindelse, der dannes ved oxidation af jern, og den er rødbrun i farven. Rust dannes, når jern reagerer med vand i nærvær af vand.

Rustning af jern er meget skadeligt for diverse maskiner og andet udstyr, der er lavet af jern, da det gør dem svage og nedsætter maskinens levetid. I denne artikel vil vi lære om rusten af ​​jern, faktorer, der påvirker rusten af ​​jern, og andre i detaljer.

Indholdsfortegnelse

• Rustning af jern
• Hvad er kemien bag rusten af ​​jern?
• Faktorer, der påvirker rusten af ​​jern
• Hvad er skader forårsaget af rust på jerngenstande?
• Hvordan kan rust forhindres?
• Hvorfor er rust et uønsket fænomen?

Rustning af jern

Rustning er fænomenet, hvor der dannes en rødbrun belægning på overfladen af ​​jern på grund af påvirkningen af ​​våd luft, og den rødbrune belægning omtales som rust. Simpelthen sagt er rust et rødbrunt flaget stof, der dannes, når en jerngenstand udsættes for våd luft i en længere periode. Rust er betegnelsen for dette fænomen. Rustning er oxidation af jern.

Rustning af jern og stål er det mest udbredte eksempel på metallisk korrosion . Rustning af udstødningssystemer og karrosseri, vandrør og mange slags stålkonstruktioner er alle velkendte tilfælde. Den kombinerede virkning af luft og vand på jern får det til at ruste. Rustning sker ikke i helt tør luft eller i luften, der er helt uden vand. Atmosfæriske forhold og de relative bidrag fra de komponenter, der regulerer rust, definerer rustens særlige sammensætning. Det er primært sammensat af hydreret jernoxid, så den kemiske formel for rust er Tro ₂ O ₃ .xH ₂ O . Følgende svar kan groft karakterisere dets dannelse:

4Fe+3O ₂ +2xH ₂ O → 2Fe ₂ O ₃ .xH ₂ O

Den ydre overflade af jern ruster først i nærværelse af våd luft, og et lag af hydreret jernoxid (rust) aflejres på overfladen. Dette lag er sart og porøst, og hvis det bliver for tykt, kan det falde af. De nederste lag af jern udsættes for miljøet, hvilket får dem til at ruste. Jern mister til sidst sin styrke, efterhånden som processen fortsætter.

Hvad er kemien bag rusten af ​​jern?

Jernrust er en oxidationsreaktion. Under rustning kombineres jern med ilt i luften i nærvær af vand for at generere Fe₂O₃.xH₂O, et hydreret jern(III)oxid.

Dette hydrerede jern (Ill) oxid omtales som rust. Rust er stort set hydreret Jern(III)oxid, Fe ₂ O ₃ .xH ₂ O . Farven på rust er rødbrun. Vi har alle bemærket rødbrun rust på jernsøm, skruer, rør og rækværk. Når de udsættes for våd luft, ruster ikke kun jern, men også stål. Stål er derimod mere modstandsdygtigt over for rust end jern.

Rustning af jern er en kemisk ændring

Rust dannes, når jern (eller en legering af jern) udsættes for ilt i nærvær af fugt. Denne reaktion er ikke øjeblikkelig; det foregår snarere over en længere periode. Jernoxider dannes, når oxygenatomer kombineres med jernatomer. Bindingerne mellem jernatomerne i objektet/strukturen svækkes som følge heraf.

Jerns oxidationstilstand stiger som følge af rustreaktionen, som efterfølges af tab af elektroner. Rust er primært sammensat af to typer jernoxider, der adskiller sig i jernatomets oxidationstilstand. Dette er oxiderne:

1. Jern(II)oxid er også kendt som jern(II)oxid. Dette stof har en oxidationstilstand på +2 og den kemiske formel Grim .
2. Jern(III)oxid, ofte kendt som Ferrioxid, er en forbindelse, hvor jernatomet har en oxidationstilstand på +3. Tro ₂ O ₃ er den kemiske formel for dette stof.

Jern er et reduktionsmiddel, men oxygen er et fremragende oxidationsmiddel. Når det udsættes for ilt, afgiver jernatomet let elektroner. Den kemiske reaktion er beskrevet som følger:

Tro → Tro ²⁺ + 2e ^–

Når vand er til stede, øger oxygenatomet jernets oxidationstilstand.

4 Fe ²⁺ +O ₂ → 4Fe ³⁺ +2O ^2-

Jernkationerne og vandmolekylerne gennemgår nu følgende syre-base reaktioner.

Tro ²⁺ +2H ₂ O ⇌ Fe(OH) ₂ +2H ⁺

Tro ³⁺ + 3H ₂ O ⇌ Fe(OH) ₃ + 3H ⁺

Den direkte reaktion mellem jernkationerne og hydroxidionerne producerer også jernhydroxider.

O ₂ + H ₂ O + 4e ^– → 4OH ^–

Tro ²⁺ + 2OH ^– → Fe(OH) ₂

Tro ³⁺ +3OH ^– → Fe(OH) ₃

Jernhydroxiderne, der resulterer, er nu dehydreret, hvilket giver de jernoxider, der danner rust. Mange kemiske processer er involveret i denne proces, hvoraf nogle er angivet 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 kemiske reaktioner, der er nævnt ovenfor, har én ting til fælles: de kræver alle tilstedeværelsen af ​​vand og ilt. Som et resultat kan mængden af ​​ilt og vand, der omgiver metallet, begrænses for at forhindre rust.

Faktorer, der påvirker rusten af ​​jern

Mange faktorer bidrager til rusten af ​​jern, herunder mængden af ​​fugt i luften og pH i det omgivende miljø. Det følgende er et par af disse elementer.

1. Fugtighed: Tilgængeligheden af ​​vand i miljøet begrænser korrosion af jern. Den mest udbredte årsag til rust er eksponering for regn.
2. Rustprocessen fremskyndes, hvis pH-værdien i miljøet omkring metallet er lav. Når jern udsættes for sur regn, ruster det hurtigere. Jernkorrosion bremses af en højere pH.
3. På grund af tilstedeværelsen af ​​forskellige salte i vandet ruster jern hurtigere. Mange ioner i saltvand fremskynder rustprocessen gennem elektrokemiske processer.
4. Urenhed: Sammenlignet med jern med en række forskellige metaller, ruster rent jern langsommere.

Størrelsen af ​​jerngenstanden kan også påvirke, hvor hurtigt den ruster. En enorm jerngenstand, for eksempel, vil sandsynligvis have mindre fejl på grund af smelteprocessen. Disse fejl giver en platform for miljøangreb på metallet.

Eksperimenter for at bevise, at luft og fugt er afgørende for rustdannelse

Fremgangsmåde for at demonstrere, at rust kræver fugt og luft.

• Rene jernsøm skal placeres i hver af de tre testglas mærket A, B og C.
• Fyld reagensglas A med postevand og prop det.
• Fyld reagensglas B med varmt destilleret vand, tilsæt derefter ca. 1 ml olie og prop det. Olien vil flyde på overfladen af ​​vandet, hvilket forhindrer luften i at fordampe.
• Fyld reagensglas C med vandfrit calciumchlorid og prop det. Enhver fugt i luften vil blive absorberet af vandfrit calciumchlorid.
• Tillad et par dage for disse reagensglas at sætte sig, før du observerer.

Observation

Jernsøm ruster i reagensglas A, men ikke i reagensglas B og C, viser resultaterne. Neglene i reagensglas A tærede, fordi de blev udsat for både luft og vand. Reagensglas B’s negle udsættes udelukkende for vand, men reagensglas C’s negle udsættes for tør luft.

Konklusion

Dette eksperiment viser, at rust kræver både luft (ilt) og fugt for at opstå.

Hvad er skader forårsaget af rust på jerngenstande?

Rust er permeabel og blød, og da den glider af overfladen af ​​en rusten jerngenstand, ruster jernet nedenunder. Som et resultat er jernrust en konstant proces, der tærer på jerngenstande over tid, hvilket gør dem værdiløse. Rustning af jern forårsager betydelig skade over tid, da det bruges til at bygge en bred vifte af strukturer og varer, herunder broer, grill, rækværk, porte og karosserierne af biler, busser, lastbiler og skibe. Det siger sig selv, at vi bør have en måde at forhindre jern i at ruste.

Hvordan kan rust forhindres?

Tabet af jerngenstande på grund af rust har en enorm økonomisk betydning for landet, og det skal undgås. For at forhindre jernting i at ruste, anvendes en række forskellige teknikker. For at holde luft og vand ude kræver de fleste måder at dække jernstykket med noget. Følgende er nogle af de mest udbredte måder at forhindre jern i at ruste:

Rustning af jern kan forhindres ved at male:

At belægge overfladen af ​​jernet med maling er den mest populære måde at holde det fra rust. Når malingen placeres på overfladen af ​​en jerngenstand, forhindrer det luft og fugt i at komme i kontakt med genstanden, hvilket forhindrer rust. For at forhindre rust males blandt andet vinduesriste, rækværk, jernbroer, stålmøbler, jernbanevogne og karosserierne af biler, busser og lastbiler regelmæssigt.

Rustning af jern kan forhindres ved at påføre fedt eller olie:

Når fedt eller olie anbringes på overfladen af ​​en jerngenstand, forhindres luft og fugt i at komme i kontakt med den, hvilket forhindrer korrosion. Jern- og stålværktøj og maskindele gnides for eksempel med fedt eller olie for at forhindre korrosion.

Rustning af jern kan forhindres ved at legere:

Rustfrit stål skabes, når jernet er legeret med krom og nikkel. Rustfrit stål er uigennemtrængeligt for rust. Køkkenredskaber, sakse og medicinsk udstyr i rustfrit stål korroderer for eksempel ikke. Rustfrit stål er på den anden side for dyrt til at blive brugt i store mængder.

Hør efter

Tin er ikke-giftigt, og dets reaktivitet er lavere end jerns. Maddåser er på dåse, hvilket betyder, at de har et tyndt lag tin på dem. Som et resultat, når en galvaniseret tynd belægning af tinmetal aflejres på jern- og stålgenstande, er jern- og stålgenstandene beskyttet mod rust. Fortinnede tiffin-kasser bruges, fordi de er ugiftige og ikke forurener maden indeni. Fortinning forhindrer rust af jern.

Emaljering

Emaljering er en højvarmeprocedure, der involverer sammensmeltning af pulveriseret glas til et metalsubstrat. Emaljer kan bruges på en række forskellige overflader, herunder glas og keramik. Emaljering forhindrer rust på jern.

Galvanisering

Galvanisering beskytter genstande udsat for overdreven fugt, såsom tagplader og rørledninger, mod rust. Galvanisering er teknikken til at påføre et tyndt lag zink på stål og jern for at forhindre rust. Galvaniseret jern er jern, der er blevet forzinket. Zink er mere reaktivt end jern, derfor interagerer det i nærvær af fugt med ilt for at generere et usynligt lag af zinkoxid, der beskytter det mod yderligere rust. Det er værd at bemærke, at selvom zinkbelægningen på galvaniserede jernprodukter er i stykker, forbliver de rustfrie. Fordi zink er mere reaktivt end jern, er dette tilfældet.

Galvanisering

Galvanisering er en anden metode til at forhindre genstande i at ruste. I denne procedure bliver ikke-korroderende metaller inklusive tin, nikkel og krom galvaniseret på jern. Denne teknik forhindrer ikke kun varerne i at ruste, men forbedrer også deres skønhed. Badeværelsesarmaturer og køretøjselementer som cykelstyr, bilkofangere og så videre er eksempler på forkromede genstande.

Hvorfor er rust et uønsket fænomen?

Rustning af jern er et meget uønsket fænomen, og det gør jern meget svagt. Det gør jern flagende og svagt og forringer dets styrke, udseende og permeabilitet. Rustning af jern kan føre til skader på biler, rækværk, grill og andre jernstrukturer. Det reducerer jernproduktets levetid og gør dem risikable at bruge.

Læs mere

• Redox reaktion
• Gips af Paris
• Kaustisk sodavand, vaskesodavand og bagepulver

Prøvespørgsmål om rustning af jern

Spørgsmål 1: Hvad er processen med at ruste jern?

Svar:

Jernrust er en oxidationsreaktion. I nærvær af vand interagerer jernmetallet med oxygen i luften for at generere hydreret jern(III)oxid, Fe₂O₃.xH₂O. Dette hydrerede jern(III)oxid omtales som rust. Rust er stort set hydreret jern(III)oxid, Fe₂O₃.xH₂Åh, som et resultat. Rust er en rødbrun nuance

Spørgsmål 2: Hvad kaldes rustning af jern?

Svar:

Rustning er fænomenerne af en rødbrun belægning, der dannes på overfladen af ​​jern på grund af påvirkningen af ​​våd luft, og den rødbrune belægning omtales som rust.

Spørgsmål 3: Hvordan kan rustning af jern forhindres?

Svar:

java-kodning if else-sætning

Rustning af jern kan forhindres ved følgende metoder:

• Påføring af maling
• Påføring af fedt eller olie
• Ved galvanisering
• Ved galvanisering
• Brug af legeringsjern til fremstilling af rustfrit stål
• Af Tinning
• Brug af emaljering

Spørgsmål 4: Hvad er rust?

Svar:

Når jern udsættes for luft i længere tid, oxiderer det og udvikler et rødbrunt jernoxid på overfladen. Rust er navnet på dette rødbrune materiale. Rust dannes via følgende ligning:

4Fe+3O ₂ +2xH ₂ O → 2Fe ₂ O ₃ .xH ₂ O

Spørgsmål 5: Hvordan beskadiger rust jerngenstande?

Svar:

Rust er gennemtrængelig og blød, og da den glider af overfladen af ​​en rusten jerngenstand, ruster jernet nedenunder. Som et resultat er jernrust en konstant proces, der tærer på jerngenstande over tid, hvilket gør dem værdiløse. Rustning af jern forårsager betydelig skade over tid, da det bruges til at bygge en bred vifte af strukturer og varer, herunder broer, grill, rækværk, porte og karosserierne af biler, busser, lastbiler og skibe. Det siger sig selv, at vi bør have en måde at forhindre jern i at ruste.

Spørgsmål 6: Hvad er de nødvendige betingelser for rustning?

Svar:

Mange faktorer bidrager til rusten af ​​jern, herunder mængden af ​​fugt i luften og pH i det omgivende miljø. Det følgende er et par af disse elementer.

• Fugtighed: Tilgængeligheden af ​​vand i miljøet begrænser korrosion af jern.
• Rustprocessen fremskyndes, hvis pH-værdien i miljøet omkring metallet er lav.
• På grund af tilstedeværelsen af ​​forskellige salte i vandet ruster jern hurtigere.
• Urenhed: Sammenlignet med jern med en række forskellige metaller, ruster rent jern langsommere.

Tjek også,

• Klor (Cl)
• Stærke og svage baser
• Vigtige forbindelser af natrium

Rustning af jern-Ofte stillede spørgsmål

1. Hvad er fysiske og kemiske ændringer?

De ændringer, der sker i en forbindelse, kaldes ændringer. De ændringer, der sker i forbindelsens fysiske egenskaber, kaldes de fysiske ændringer, hvorimod de ændringer, der sker, af forbindelsens kemiske egenskaber kaldes de kemiske ændringer.

2. Er rusten af ​​jern en fysisk eller kemisk ændring?

Rust består af jernoxid (Fe₂O₃). Som et resultat er rust og jern ikke synonyme. Rust er en oxidationsreaktion og er derfor en kemisk ændring.

3. Hvad får jern til at ruste?

Rust er en oxidationsreaktion, og den opstår, når jern reagerer med ilt og vand.

4. Hvad er den kemiske reaktion af rust?

Den kemiske reaktion af rusten er, 4Fe+3O ₂ +6H ₂ O → 4Fe(OH) ₃ .

5. Hvilken type kemisk reaktion er rusten af ​​jern?

Rustning af jern er en oxidationsreaktion.