Іржавіння заліза це процес, за допомогою якого виробляється іржа. Іржа в хімії - це хімічна сполука, яка утворюється в результаті окислення заліза і має червоно-коричневий колір. Іржа утворюється, коли залізо реагує з водою в присутності води.

Іржавіння заліза дуже шкідливе для різних машин та іншого обладнання, виготовленого із заліза, оскільки це робить їх слабкими та зменшує термін служби машини. У цій статті ми детально дізнаємося про іржавіння заліза, фактори, що впливають на іржавіння заліза та інші.

Зміст

• Іржавіння заліза
• Яка хімія стоїть за іржавінням заліза?
• Фактори, що впливають на іржавіння заліза
• Які пошкодження спричинені іржавінням залізних предметів?
• Як можна запобігти іржавінню?
• Чому іржавіння є небажаним явищем?

Іржавіння заліза

Іржавіння — це явище утворення червонувато-коричневого нальоту на поверхні заліза під дією вологого повітря, і червонувато-коричневий наліт називають іржею. Простіше кажучи, іржа — це червоно-коричнева пластівчаста речовина, яка утворюється, коли залізний предмет піддається дії вологого повітря протягом тривалого періоду часу. Іржавіння - це термін для цього явища. Іржавіння є окислення із заліза.

Іржавіння заліза та сталі є найпоширенішим прикладом металу корозії . Іржавіння вихлопних систем і кузова транспортного засобу, водопровідних труб і багатьох видів сталевих конструкцій — це добре відомі випадки. Спільна дія повітря і води на залізо викликає його іржавіння. Іржавіння не відбувається на повністю сухому повітрі або на повітрі, повністю позбавленому води. Атмосферні умови та відносний внесок компонентів, які регулюють іржавіння, визначають конкретний склад іржі. Він в основному складається з гідратованого оксиду заліза, тому хімічна формула іржі така Віра ₂ О ₃ .xH ₂ О .Приблизно його формування можна охарактеризувати такою реакцією:

4Fe+3O ₂ +2xH ₂ O → 2Fe ₂ О ₃ .xH ₂ О

Зовнішня поверхня заліза спочатку іржавіє в присутності вологого повітря, і на поверхні утворюється шар гідратованого оксиду заліза (іржа). Цей шар ніжний і пористий, і якщо він стає занадто товстим, він може відвалитися. Найнижчі шари заліза піддаються впливу навколишнього середовища, в результаті чого вони іржавіють. Залізо з часом втрачає свою міцність, оскільки процес триває.

Яка хімія стоїть за іржавінням заліза?

Іржавіння заліза є реакцією окислення. Під час іржавіння залізо з’єднується з киснем повітря в присутності води, утворюючи Fe₂О₃.xH₂O, гідратований ферум (III) оксид.

Цей гідратований оксид заліза (III) називають іржею. Іржа - це в основному гідратований оксид заліза (III), Fe ₂ О ₃ .xH ₂ О . Колір іржі червонувато-коричневий. Ми всі помічали червонувато-коричневу іржу на залізних цвяхах, шурупах, трубах і поручнях. Під впливом вологого повітря іржавіє не тільки залізо, а й сталь. З іншого боку, сталь більш стійка до іржі, ніж залізо.

Іржавіння заліза є хімічною зміною

Іржа утворюється, коли залізо (або сплав заліза) піддається впливу кисню в присутності вологи. Ця реакція не є миттєвою; скоріше, це відбувається протягом тривалого періоду часу. Оксиди заліза утворюються при сполученні атомів кисню з атомами заліза. В результаті зв’язки між атомами заліза в об’єкті/структурі послаблюються.

Ступінь окислення заліза підвищується в результаті реакції іржавіння, що супроводжується втратою електронів. Іржа в основному складається з двох типів оксидів заліза, які відрізняються ступенем окислення атома заліза. Це оксиди:

1. Оксид заліза (II) також відомий як оксид заліза. Ця речовина має ступінь окислення +2 і хімічну формулу Потворний .
2. Оксид заліза(III), часто відомий як оксид заліза, є сполукою, у якій атом заліза має ступінь окислення +3. Віра ₂ О ₃ це хімічна формула цієї речовини.

Залізо є відновником, але кисень є чудовим окислювачем. Під впливом кисню атом заліза легко віддає електрони. Хімічна реакція описується наступним чином:

Віра → Віра ²⁺ + 2е ^–

У присутності води атом кисню підвищує ступінь окислення заліза.

4Fe ²⁺ +О ₂ → 4Fe ³⁺ +2О ^2-

Зараз катіони заліза та молекули води вступають у такі кислотно-лужні реакції.

Віра ²⁺ +2H ₂ O ⇌ Fe(OH) ₂ +2H ⁺

Віра ³⁺ + 3H ₂ O ⇌ Fe(OH) ₃ + 3H ⁺

Пряма реакція між катіонами заліза та гідроксид-іонами також утворює гідроксиди заліза.

О ₂ + H ₂ O + 4e ^– → 4ОН ^–

Віра ²⁺ + 2OH ^– → Fe(OH) ₂

Віра ³⁺ +3ОН ^– → Fe(OH) ₃

Отримані гідроксиди заліза тепер зневоднюються, утворюючи оксиди заліза, які утворюють іржу. У цьому процесі бере участь багато хімічних процесів, деякі з яких наведено нижче.

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

Усі перелічені вище хімічні реакції мають одну спільну рису: усі вони вимагають наявності води та кисню. У результаті можна обмежити кількість кисню та води, що оточують метал, щоб запобігти іржавінню.

Фактори, що впливають на іржавіння заліза

Багато факторів сприяють іржавінню заліза, включаючи кількість вологи в повітрі та рН навколишнього середовища. Нижче наведено деякі з цих елементів.

1. вологість: Наявність води в навколишньому середовищі обмежує корозію заліза. Найпоширенішою причиною іржі є вплив дощу.
2. Процес іржавіння прискорюється, якщо pH середовища навколо металу низький. Коли залізо піддається дії кислотних дощів, воно швидше іржавіє. Корозія заліза сповільнюється завдяки вищому pH.
3. Через наявність у воді різних солей залізо швидше іржавіє. Багато іонів у солоній воді прискорюють процес іржавіння через електрохімічні процеси.
4. Домішка: Порівняно з залізом, яке містить різні метали, чисте залізо іржавіє повільніше.

Розмір залізного предмета також може вплинути на швидкість його іржавіння. Величезний залізний предмет, наприклад, може мати незначні дефекти через процес плавлення. Ці недоліки створюють платформу для екологічних атак на метал.

Експеримент, щоб довести, що повітря та волога необхідні для іржавіння

Процедура демонстрації того, що для іржавіння потрібні волога та повітря.

• Чисті залізні цвяхи слід помістити в кожну з трьох пробних банок, позначених A, B і C.
• Наберіть у пробірку А водопровідну воду і закупоріть її.
• Наповніть пробірку В гарячою дистильованою водою, потім додайте приблизно 1 мл олії та закупоріть її. Масло буде плавати на поверхні води, не даючи повітрю випаровуватися.
• Наповніть пробірку С безводним кальцій хлоридом і закупоріть її. Будь-яка волога в повітрі поглинається безводним хлоридом кальцію.
• Перед спостереженням зачекайте кілька днів, щоб пробірки відстоялися.

Спостереження

Згідно з результатами, залізні цвяхи іржавіють у пробірці A, але не в пробірках B і C. Цвяхи в пробірці А заржавіли, оскільки вони піддавалися впливу повітря і води. Цвяхи пробірки B піддаються впливу виключно води, а цвяхи пробірки C піддаються дії сухого повітря.

Висновок

Цей експеримент демонструє, що для іржавіння потрібні як повітря (кисень), так і волога.

Які пошкодження спричинені іржавінням залізних предметів?

Іржа проникна та м’яка, і коли вона зісковзує з поверхні іржавого залізного предмета, залізо під ним іржавіє. Як наслідок, іржа заліза є постійним процесом, який з часом з’їдає залізні предмети, роблячи їх марними. Іржавіння заліза з часом завдає значної шкоди, оскільки воно використовується для будівництва широкого спектру конструкцій і товарів, зокрема мостів, решіток, перил, воріт і кузовів автомобілів, автобусів, вантажівок і кораблів. Само собою зрозуміло, що ми повинні мати спосіб захистити залізо від іржі.

Як можна запобігти іржавінню?

Втрата залізних предметів через іржавіння має величезний економічний вплив на країну, і цього слід уникати. Щоб залізні речі не іржавіли, використовуються різні методи. Щоб уникнути потрапляння повітря та води, більшість способів потребують чимось накрити залізну деталь. Нижче наведені деякі з найпоширеніших способів уберегти залізо від іржі:

Іржавіння заліза можна запобігти фарбуванням:

Покриття поверхні праски фарбою - найпопулярніший спосіб захистити її від іржавіння. Коли фарба наноситься на поверхню залізного предмета, вона запобігає контакту повітря та вологи з предметом, запобігаючи іржавінню. Щоб запобігти іржавінню, віконні решітки, перила, залізні мости, сталеві меблі, вагони, кузови автомобілів, автобусів і вантажівок, серед іншого, регулярно фарбуються.

Іржавінню заліза можна запобігти, застосувавши мастило або масло:

Коли на поверхню залізного предмета наноситься жир або олія, повітря та волога не потрапляють на нього, запобігаючи корозії. Залізні та сталеві інструменти та деталі машин, наприклад, натирають мастилом або маслом для запобігання корозії.

Іржавіння заліза можна запобігти легуванням:

Нержавіючу сталь створюють, коли залізо сплавляють хромом і нікелем. Нержавіюча сталь не схильна до іржі. Посуд з нержавіючої сталі, ножиці та медичне обладнання, наприклад, не піддаються корозії. З іншого боку, нержавіюча сталь занадто дорога, щоб використовувати її у великих кількостях.

Слухай

Олово нетоксичне, його реакційна здатність нижча, ніж у заліза. Харчові банки консервовані, тобто на них нанесено тонкий шар олова. У результаті, коли гальванічне покриття тонкого металевого олова наноситься на залізні та сталеві предмети, залізні та сталеві предмети захищені від іржі. Використовуються луджені тифінові коробки, оскільки вони нетоксичні та не забруднюють їжу всередині. Лудіння запобігає іржавінню заліза.

Емалювання

Емалювання — це високотемпературна процедура, яка передбачає сплавлення порошкового скла з металевою підкладкою. Емалі можна використовувати на різних поверхнях, включаючи скло та кераміку. Емалювання запобігає іржавінню заліза.

гальванізація

Оцинкування захищає від корозії вироби, які піддаються впливу надмірної вологи, наприклад листи даху та трубопроводи. Гальванізація - це техніка нанесення тонкого шару цинку на сталь і залізо для запобігання іржі. Оцинковане залізо — це залізо, покрите цинком. Цинк більш реактивний, ніж залізо, тому у присутності вологи він взаємодіє з киснем, утворюючи невидимий шар оксиду цинку, який захищає його від подальшого іржавіння. Варто відзначити, що навіть якщо цинкове покриття на виробах з оцинкованого заліза порушується, вони залишаються без іржі. Оскільки цинк більш реакційноздатний, ніж залізо, це так.

Гальваніка

Гальванопластика — ще один метод захисту предметів від іржі. У цій процедурі метали, що не піддаються корозії, зокрема олово, нікель і хром, наносяться на залізо. Ця техніка не тільки вберігає товари від іржі, але й покращує їх красу. Прикладами хромованих предметів є аксесуари для ванної кімнати та елементи транспортного засобу, такі як велосипедне кермо, автомобільні бампери тощо.

Чому іржавіння є небажаним явищем?

Іржавіння заліза є дуже небажаним явищем, яке робить залізо дуже слабким. Це робить залізо розшаровованим і слабким, а також погіршує його міцність, зовнішній вигляд і проникність. Іржавіння заліза може призвести до пошкодження автомобілів, перил, решіток та інших залізних конструкцій. Це скорочує термін служби виробів Iron і робить їх використання ризикованим.

Детальніше

• Окисно-відновна реакція
• Паризький гіпс
• Каустична, пральна та харчова сода

Зразки запитань про іржавіння заліза

Запитання 1: Що таке процес іржавіння заліза?

відповідь:

Іржавіння заліза є реакцією окислення. У присутності води металеве залізо взаємодіє з киснем повітря, утворюючи гідратований оксид заліза (III) Fe₂О₃.xH₂O. Цей гідратований оксид заліза (III) називають іржею. Іржа - це в основному гідратований оксид заліза (III), Fe₂О₃.xH₂О, в результаті. Іржа червонувато-коричневого відтінку

Запитання 2: Як називається іржавіння заліза?

відповідь:

Іржавіння — це явище утворення червонувато-коричневого нальоту на поверхні заліза під дією вологого повітря, і червонувато-коричневий наліт називають іржею.

Запитання 3: Як можна запобігти іржавінню заліза?

відповідь:

Іржавіння заліза можна запобігти наступними методами:

• Нанесення фарби
• Нанесення мастила або масла
• Шляхом гальванізації
• Шляхом гальванопластики
• Використання легованого заліза для виготовлення нержавіючої сталі
• Шляхом лудіння
• Використання емалювання

Запитання 4: Що таке Rust?

відповідь:

Коли залізо піддається дії повітря протягом тривалого періоду часу, воно окислюється й утворює на поверхні червонувато-коричневий оксид заліза. Іржа - це назва цього червонувато-коричневого матеріалу. Іржа утворюється за допомогою наступного рівняння:

4Fe+3O ₂ +2xH ₂ O → 2Fe ₂ О ₃ .xH ₂ О

Запитання 5: Як іржа пошкоджує залізні предмети?

відповідь:

Іржа проникна та м’яка, і коли вона зісковзує з поверхні іржавого залізного предмета, залізо під ним іржавіє. Як наслідок, іржа заліза є постійним процесом, який з часом з’їдає залізні предмети, роблячи їх марними. Іржавіння заліза з часом завдає значної шкоди, оскільки воно використовується для будівництва широкого спектру конструкцій і товарів, зокрема мостів, решіток, перил, воріт і кузовів автомобілів, автобусів, вантажівок і кораблів. Само собою зрозуміло, що ми повинні мати спосіб захистити залізо від іржі.

Запитання 6: Які умови необхідні для іржавіння?

відповідь:

Багато факторів сприяють іржавінню заліза, включаючи кількість вологи в повітрі та pH навколишнього середовища. Нижче наведено деякі з цих елементів.

• вологість: Наявність води в навколишньому середовищі обмежує корозію заліза.
• Процес іржавіння прискорюється, якщо рН середовища навколо металу низький.
• Через наявність у воді різних солей залізо швидше іржавіє.
• Домішка: Порівняно з залізом, яке містить різні метали, чисте залізо іржавіє повільніше.

Також перевірте,

• Хлор (Cl)
• Сильні і слабкі основи
• Важливі сполуки натрію

Іржавіння заліза - FAQ

1. Що таке фізичні та хімічні зміни?

Зміни, що відбуваються в складі, називаються змінами. Зміни, які відбуваються у фізичних властивостях сполуки, називаються фізичними змінами, тоді як зміни, які відбуваються у хімічних властивостях сполуки, називаються хімічними змінами.

конвертувати об'єкт java в json

2. Іржавіння заліза є фізичною чи хімічною зміною?

Іржа складається з оксиду заліза (Fe₂О₃). У результаті іржа та залізо не є синонімами. Іржа - це реакція окислення, а отже, це хімічна зміна.

3. Що спричиняє іржавіння заліза?

Іржа - це реакція окислення, яка виникає, коли залізо реагує з киснем і водою.

4. Що таке хімічна реакція іржі?

Хімічна реакція іржі така: 4Fe+3O ₂ +6 год ₂ O → 4Fe(OH) ₃ .

5. До якого типу хімічної реакції відноситься іржавіння заліза?

Іржавіння заліза є реакцією окислення.