Rjavenje železa je postopek, s katerim se proizvaja rja. Rja v kemiji je kemična spojina, ki nastane z oksidacijo železa in je rdečkasto rjave barve. Rja nastane, ko železo reagira z vodo v prisotnosti vode.

Rjavenje železa je zelo škodljivo za različne stroje in drugo opremo, ki je narejena iz železa, saj jih oslabi in skrajša življenjsko dobo stroja. V tem članku bomo podrobno spoznali rjavenje železa, dejavnike, ki vplivajo na rjavenje železa, in druge.

Kazalo

• Rjavenje železa
• Kaj je kemija za rjavenjem železa?
• Dejavniki, ki vplivajo na rjavenje železa
• Kakšne so poškodbe, ki jih povzroča rjavenje železnih predmetov?
• Kako preprečiti rjavenje?
• Zakaj je rjavenje nezaželen pojav?

Rjavenje železa

Rjavenje je pojav, ko na površini železa zaradi delovanja mokrega zraka nastane rdečkasto rjava prevleka, rdečkasto rjavo prevleko pa imenujemo rja. Preprosto povedano, rja je rdeče-rjava luskasta snov, ki nastane, ko je železen predmet dlje časa izpostavljen mokremu zraku. Rjavenje je izraz za ta pojav. Rjavenje je oksidacijo železa.

Rjavost železa in jekla je najpogostejši primer kovinskega korozija . Rja izpušnih sistemov in karoserije vozil, vodovodnih cevi in ​​številnih vrst jeklenih konstrukcij so dobro znani primeri. Kombinirano delovanje zraka in vode na železo povzroči rjavenje. Rjavenje se ne zgodi v popolnoma suhem zraku ali v zraku, ki je popolnoma brez vode. Atmosferski pogoji in relativni prispevki komponent, ki uravnavajo rjavenje, določajo posebno sestavo rje. Sestavljen je predvsem iz hidriranega železovega oksida, zato je kemijska formula rje vera ₂ O ₃ .xH ₂ O .Naslednji odziv lahko grobo opiše njegovo nastanek:

4Fe+3O ₂ +2xH ₂ O → 2Fe ₂ O ₃ .xH ₂ O

Zunanja površina železa v prisotnosti mokrega zraka najprej rjavi, na površini pa se nanese plast hidratiranega železovega oksida (rje). Ta plast je občutljiva in porozna, in če postane predebela, lahko odpade. Najnižje plasti železa so izpostavljene okolju, kar povzroča rjavenje. Železo sčasoma izgubi svojo moč, ko se proces nadaljuje.

Kaj je kemija za rjavenjem železa?

Rjavenje železa je oksidacijska reakcija. Med rjavenjem se železo v prisotnosti vode poveže s kisikom v zraku, da nastane Fe₂O₃.xH₂O, hidratiran železov (III) oksid.

Ta hidratiran železov (III) oksid se imenuje rja. Rja je v veliki meri hidratiran železov (III) oksid, Fe ₂ O ₃ .xH ₂ O . Barva rje je rdečkasto rjava. Vsi smo opazili rdečkasto rjavo rjo na železnih žebljih, vijakih, ceveh in ograjah. Ko je izpostavljen mokremu zraku, ne le železo, ampak tudi jeklo rjavi. Po drugi strani pa je jeklo bolj odporno proti rji kot železo.

Rjavenje železa je kemična sprememba

Rja nastane, ko je železo (ali zlitina železa) izpostavljeno kisiku v prisotnosti vlage. Ta reakcija ni trenutna; namesto tega poteka v daljšem časovnem obdobju. Železovi oksidi nastanejo, ko se atomi kisika povežejo z atomi železa. Zaradi tega so vezi med atomi železa v predmetu/strukturi oslabljene.

kaj je maven

Oksidacijsko stanje železa se poveča zaradi reakcije rjavenja, ki ji sledi izguba elektronov. Rja je v glavnem sestavljena iz dveh vrst železovih oksidov, ki se razlikujeta v oksidacijskem stanju atoma železa. To so oksidi:

1. Železov (II) oksid je znan tudi kot železov oksid. Ta snov ima oksidacijsko stopnjo +2 in kemijsko formulo Grda .
2. Železov (III) oksid, pogosto znan kot železov oksid, je spojina, v kateri ima atom železa oksidacijsko stopnjo +3. vera ₂ O ₃ je kemijska formula te snovi.

Železo je redukcijsko sredstvo, vendar je kisik odličen oksidant. Ko je atom železa izpostavljen kisiku, zlahka odda elektrone. Kemična reakcija je opisana takole:

Vera → Vera ²⁺ + 2e ^–

Ko je prisotna voda, atom kisika poveča oksidacijsko stanje železa.

4Fe ²⁺ +O ₂ → 4Fe ³⁺ +2O ^2-

Železovi kationi in molekule vode so sedaj podvrženi naslednjim kislinsko-bazičnim reakcijam.

vera ²⁺ +2H ₂ O ⇌ Fe(OH) ₂ +2H ⁺

vera ³⁺ + 3H ₂ O ⇌ Fe(OH) ₃ + 3H ⁺

Neposredna reakcija med železovimi kationi in hidroksidnimi ioni prav tako proizvaja železove hidrokside.

O ₂ + H ₂ O + 4e ^– → 4OH ^–

vera ²⁺ + 2OH ^– → Fe(OH) ₂

vera ³⁺ +3OH ^– → Fe(OH) ₃

Železovi hidroksidi, ki nastanejo, so zdaj dehidrirani, pri čemer nastanejo železovi oksidi, ki tvorijo rjo. V ta proces je vključenih veliko kemičnih procesov, nekateri izmed njih so navedeni spodaj.

• 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

Vse zgoraj naštete kemične reakcije imajo eno skupno stvar: vse zahtevajo prisotnost vode in kisika. Posledično se lahko količina kisika in vode, ki obkroža kovino, omeji, da se prepreči rjavenje.

Dejavniki, ki vplivajo na rjavenje železa

Številni dejavniki prispevajo k rjavenju železa, vključno s količino vlage v zraku in pH okolice. Sledi nekaj teh elementov.

1. Vlaga: Razpoložljivost vode v okolju omejuje korozijo železa. Najpogostejši vzrok za rjavenje je izpostavljenost dežju.
2. Proces rjavenja se pospeši, če je pH okolja okoli kovine nizek. Ko je železo izpostavljeno kislemu dežju, hitreje rjavi. Korozijo železa upočasni višji pH.
3. Železo zaradi prisotnosti različnih soli v vodi hitreje rjavi. Številni ioni v slani vodi pospešijo proces rjavenja z elektrokemičnimi procesi.
4. Nečistoča: V primerjavi z železom, ki vsebuje različne kovine, čisto železo rjavi počasneje.

Velikost železnega predmeta lahko vpliva tudi na to, kako hitro rjavi. Ogromen železen predmet, na primer, ima verjetno manjše napake zaradi procesa taljenja. Te napake zagotavljajo platformo za okoljske napade na kovino.

Poskusite dokazati, da sta zrak in vlaga bistvenega pomena za rjavenje

Postopek za dokaz, da sta za rjavenje potrebna vlaga in zrak.

• Čiste železne žeblje postavite v vsakega od treh preskusnih kozarcev z oznakami A, B in C.
• Epruveto A napolnite z vodo iz pipe in jo zamašite.
• Epruveto B napolnite z vročo destilirano vodo, nato dodajte približno 1 ml olja in jo zamašite. Olje bo plavalo na površini vode in preprečilo izhlapevanje zraka.
• Epruveto C napolnite z brezvodnim kalcijevim kloridom in jo zamašite. Vso vlago v zraku bo absorbiral brezvodni kalcijev klorid.
• Pred opazovanjem pustite nekaj dni, da se te epruvete umirijo.

Opazovanje

Železni žeblji rjavijo v epruveti A, v epruvetah B in C pa ne, glede na rezultate. Žeblji v epruveti A so zarjaveli, ker so bili izpostavljeni zraku in vodi. Žeblji epruvete B so izpostavljeni samo vodi, žeblji epruvete C pa suhemu zraku.

Zaključek

Ta poskus dokazuje, da sta za rjavenje potrebna zrak (kisik) in vlaga.

Kakšne so poškodbe, ki jih povzroča rjavenje železnih predmetov?

Rja je prepustna in mehka, in ko zdrsne s površine zarjavelega železnega predmeta, železo pod njim zarjavi. Posledično je železna rja stalen proces, ki sčasoma razjeda železne predmete in postanejo ničvredni. Rjavenje železa sčasoma povzroči znatno škodo, saj se uporablja za gradnjo široke palete struktur in blaga, vključno z mostovi, rešetkami, ograjami, vrati in karoserijami avtomobilov, avtobusov, tovornjakov in ladij. Samoumevno je, da bi morali imeti način, da preprečimo rjavenje železa.

Kako preprečiti rjavenje?

Izguba železnih predmetov zaradi rjavenja ima velik gospodarski vpliv na državo in temu se je treba izogniti. Da železne stvari preprečijo rjavenje, se uporabljajo različne tehnike. Da preprečite vstop zraka in vode, večina načinov zahteva, da kos železa pokrijete z nečim. Sledi nekaj najpogostejših načinov za zaščito železa pred rjavenjem:

Rjavost železa je mogoče preprečiti z barvanjem:

Premazovanje površine likalnika z barvo je najbolj priljubljen način za zaščito pred rjavenjem. Ko barvo nanesemo na površino železnega predmeta, preprečimo, da bi zrak in vlaga prišla v stik s predmetom, kar preprečuje rjavenje. Da preprečimo rjavenje, med drugim redno barvamo okenske rešetke, ograje, železne mostove, jekleno pohištvo, železniške vagone in karoserije avtomobilov, avtobusov in tovornjakov.

Rjavost železa je mogoče preprečiti z nanosom masti ali olja:

Ko na površino železnega predmeta nanesete mast ali olje, zrak in vlaga preprečita, da bi prišla v stik z njim, kar preprečuje korozijo. Železna in jeklena orodja ter strojne dele na primer namažemo z mastjo ali oljem, da preprečimo korozijo.

Rjavost železa je mogoče preprečiti z legiranjem:

Nerjavno jeklo nastane, ko je železo legirano s kromom in nikljem. Nerjaveče jeklo je neprepustno za rjo. Pripomočki za kuhanje, škarje in medicinska oprema iz nerjavečega jekla na primer ne korodirajo. Po drugi strani pa je nerjaveče jeklo predrago, da bi ga uporabljali v velikih količinah.

poslušaj

Kositer ni strupen, njegova reaktivnost pa je manjša kot pri železu. Pločevinke za hrano so konzervirane, kar pomeni, da imajo na sebi tanko plast kositra. Posledično, ko je galvanizirana tanka prevleka kositra nanesena na železne in jeklene predmete, so železni in jekleni predmeti zaščiteni pred rjavenjem. Tiffin škatle, prevlečene s kositrom, se uporabljajo, ker niso strupene in ne onesnažijo hrane v njih. Kositrenje preprečuje rjavenje železa.

Emajliranje

Emajliranje je postopek visoke temperature, ki vključuje taljenje stekla v prahu v kovinsko podlago. Emajli se lahko uporabljajo na različnih površinah, vključno s steklom in keramiko. Emajliranje preprečuje rjavenje železa.

Galvanizacija

Cinkanje ščiti predmete, ki so izpostavljeni prekomerni vlagi, kot so strešne plošče in cevovodi, pred rjavenjem. Galvanizacija je tehnika nanosa tanke plasti cinka na jeklo in železo za preprečevanje rje. Pocinkano železo je železo, ki je bilo pocinkano. Cink je bolj reaktiven kot železo, zato v prisotnosti vlage medsebojno deluje s kisikom in ustvari nevidno plast cinkovega oksida, ki ga ščiti pred nadaljnjim rjavenjem. Omeniti velja, da izdelki iz pocinkanega železa ostanejo brez rje, tudi če se cinkova prevleka pokvari. Ker je cink bolj reaktiven kot železo, je temu tako.

Galvanizacija

Galvanizacija je še ena metoda za zaščito predmetov pred rjavenjem. Pri tem postopku so nerjaveče kovine, vključno s kositrom, nikljem in kromom, galvanizirano na železo. Ta tehnika ne le ščiti blago pred rjavenjem, ampak tudi izboljša njegovo lepoto. Kopalniška oprema in elementi vozil, kot so krmila koles, avtomobilski odbijači itd., so primeri kromiranih predmetov.

Zakaj je rjavenje nezaželen pojav?

Rjavenje železa je zelo nezaželen pojav, zaradi katerega je železo zelo šibko. Zaradi tega je železo luskasto in šibko ter zmanjša njegovo moč, videz in prepustnost. Rja železa lahko povzroči poškodbe avtomobilov, ograj, rešetk in drugih železnih konstrukcij. Zaradi tega se skrajša življenjska doba železnih izdelkov, zato je njihova uporaba tvegana.

Preberi več

• Redoks reakcija
• Pariški mavec
• Kavstična soda, pralna soda in soda bikarbona

Primeri vprašanj o rjavenju železa

Vprašanje 1: Kakšen je postopek rjavenja železa?

odgovor:

Rjavenje železa je oksidacijska reakcija. V prisotnosti vode kovinsko železo medsebojno deluje s kisikom v zraku, da nastane hidratiran železov (III) oksid, Fe₂O₃.xH₂O. Ta hidratiran železov (III) oksid se imenuje rja. Rja je v veliki meri hidratiran železov (III) oksid, Fe₂O₃.xH₂O, kot rezultat. Rja je rdečkasto rjav odtenek

Vprašanje 2: Kako se imenuje rjavenje železa?

odgovor:

Rjavenje je pojav tvorjenja rdečkasto rjave prevleke na površini železa zaradi delovanja mokrega zraka, rdečkasto rjavo prevleko pa imenujemo rja.

Vprašanje 3: Kako je mogoče preprečiti rjavenje železa?

odgovor:

Rjavost železa je mogoče preprečiti z naslednjimi metodami,

• Nanašanje barve
• Nanašanje masti ali olja
• Z galvanizacijo
• Z galvanizacijo
• Uporaba legiranega železa za izdelavo nerjavnega jekla
• S kositrenjem
• Uporaba emajliranja

Vprašanje 4: Kaj je Rust?

ukaz git push

odgovor:

Ko je železo dlje časa izpostavljeno zraku, oksidira in na površini razvije rdečkasto rjav železov oksid. Rja je ime za ta rdečkasto rjav material. Rja nastane z naslednjo enačbo,

4Fe+3O ₂ +2xH ₂ O → 2Fe ₂ O ₃ .xH ₂ O

5. vprašanje: Kako rja poškoduje železne predmete?

odgovor:

Rja je prepustna in mehka, in ko zdrsne s površine zarjavelega železnega predmeta, železo pod njim zarjavi. Posledično je železna rja stalen proces, ki sčasoma razjeda železne predmete in postanejo ničvredni. Rjavenje železa sčasoma povzroči znatno škodo, saj se uporablja za gradnjo široke palete struktur in blaga, vključno z mostovi, rešetkami, ograjami, vrati in karoserijami avtomobilov, avtobusov, tovornjakov in ladij. Samoumevno je, da bi morali imeti način, da preprečimo rjavenje železa.

Vprašanje 6: Kakšni so pogoji, potrebni za rjavenje?

odgovor:

Številni dejavniki prispevajo k rjavenju železa, vključno s količino vlage v zraku in pH okoliškega okolja. Sledi nekaj teh elementov.

• Vlaga: Razpoložljivost vode v okolju omejuje korozijo železa.
• Proces rjavenja se pospeši, če je pH okolja okoli kovine nizek.
• Železo zaradi prisotnosti različnih soli v vodi hitreje rjavi.
• Nečistoča: V primerjavi z železom, ki ima različne kovine, čisto železo rjavi počasneje.

Preverite tudi,

• Klor (Cl)
• Močne in šibke baze
• Pomembne natrijeve spojine

Rjavenje železa - pogosta vprašanja

1. Kaj so fizikalne in kemične spremembe?

Spremembe, ki se pojavijo v spojini, imenujemo spremembe. Spremembe fizikalnih lastnosti spojine imenujemo fizikalne spremembe, medtem ko spremembe kemijskih lastnosti spojine imenujemo kemične spremembe.

2. Ali je rjavenje železa fizična ali kemična sprememba?

Rja je sestavljena iz železovega oksida (Fe₂O₃). Posledično rja in železo nista sinonima. Rja je reakcija oksidacije in je torej kemična sprememba.

3. Kaj povzroča rjavenje železa?

Rja je oksidacijska reakcija in se pojavi, ko železo reagira s kisikom in vodo.

4. Kakšna je kemična reakcija rje?

Kemična reakcija rje je, 4Fe+3O ₂ +6H ₂ O → 4Fe(OH) ₃ .

5. Kakšna vrsta kemične reakcije je rjavenje železa?

Rjavenje železa je oksidacijska reakcija.