Rost Es handelt sich um einen rotbraunen Fleck, der auf Eisen- oder Eisenoberflächen entsteht, wenn diese Luft und Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Da metallisches Eisen im Kontakt mit Luft instabil ist, entsteht es durch Oxidation von metallischem Eisen zu Eisenoxiden oder -hydroxiden, die üblicherweise durch die chemische Formel FeOOH dargestellt werden.
Rost ist ein großes Problem für die Gesellschaft, da er Bauwerke wie z Brücken, Gebäude, Fahrzeuge, Motoren usw. erfordern hohe Reparaturkosten und Wartung. Rost ist eine Art Korrosion, ein spontanes Phänomen der Zerstörung von Metallen und Legierungen. Derzeit werden verschiedene Techniken, wie beispielsweise die Verzinkung, eingesetzt, um die Auswirkungen der Rostbildung zu reduzieren.
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Themen dieses Artikels
- 1 – Zusammenfassung zum Thema Rost
- 2 – Was verursacht Rost?
- 3 - Wie entsteht Rost?
- 4 - Rostarten
- 5 – Chemische Zusammensetzung von Rost
- 6 - Folgen von Rost
- 7 – Wie vermeide ich Rost?
- 8 - Was ist der Unterschied zwischen Rost und Korrosion?
Rost Zusammenfassung
Rost zeichnet sich durch rotbraune Flecken aus, die sich auf Eisenoberflächen und Eisenlegierungen bilden, die mit Luft und Feuchtigkeit in Kontakt kommen.
Rost entsteht, wenn Eisen, das in Gegenwart von Luftsauerstoff instabil ist, zu Eisenoxiden und -hydroxiden oxidiert wird.
Es kann durch die allgemeine chemische Formel FeOOH dargestellt werden.
Der Hauptbestandteil von Rost ist hydratisiertes Eisen-III-Oxid, Fe2Ö3∙H2Ö.
Rost stellt für Länder und Unternehmen ein großes Problem dar, da die Wartungs- und Reparaturkosten hoch sind.
Es verursacht große strukturelle Auswirkungen, da es metallische Strukturen mechanisch schwächt.
Es gibt Techniken zur Verringerung oder Milderung von Rost, wie zum Beispiel kathodischer Schutz und Verzinkung.
Rostbildung ist eine Form der Korrosion.
Was verursacht Rost?
Rost ist ein Rotbrauner Fleck, der auf metallischen Oberflächen, insbesondere auf Eisen und Eisenlegierungen, auftritt, wenn diese der Atmosphäre ausgesetzt oder in natürliche Gewässer getaucht werden. In diesem Fall, metallisches Eisen (Fe) wird zu einer Mischung von Oxiden (Fe) oxidiert2Ö3∙H2O und Fe3Ö4) und Hydroxide (Fe(OH)2, Fe(OH)3) von Eisen, die üblicherweise auch durch die FeOOH-Formel dargestellt werden, die darauf abzielt, alle im Rost vorhandenen Eisenphasen zu kondensieren.
Der Prozess, der Rost verursacht, wird chemisch als Korrosion bezeichnet., Folge der Einwirkung der Umwelt auf ein Material, die zu dessen Verschlechterung führt, beginnend an seiner Oberfläche.
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Wie entsteht Rost?
Metallisches Eisen ist in Gegenwart von Sauerstoffgas thermodynamisch instabil., das etwa 20 % unserer Atmosphäre ausmacht und das Medium ist, in dem dieses Metall am häufigsten freigelegt wird.
Unter diesen Bedingungen bildet sein Oxid FeO (Eisenoxid II), Fe2Ö3 (Eisen-III-Oxid) und Fe3Ö4 (Eisen-II-, III-Oxid). Die Anwesenheit von Wasser macht das Medium noch aggressiver und begünstigt die Rostbildung (FeOOH).. So wie basische Salze und Hydroxide Wasser zu ihrer Bildung benötigen, benötigt auch Rost, eine Mischung aus Oxiden und Hydroxiden, Wasser, was die Rolle der relativen Luftfeuchtigkeit deutlich macht:
4 Fe3Ö4 (s) + O2 (g) + 6H2O (l) → 12 FeOOH (s)
In Regionen mit hoher relativer Luftfeuchtigkeit kommt es häufig zur Bildung des sogenannten Korrosionshaufens., aufgrund der Bildung einer Wasserschicht, die ganz oder teilweise auf der Metalloberfläche kondensiert (verflüssigt).
In diesem Fall müssen wir auf die Standardminderungspotenziale der beteiligten Arten achten:
Glaube2+ (aq)/Fe (s): E° = –0,44 V
Glaube3+ (hier)/Fe2+ (aq): E° = 0,77 V
Ö2 (g)/OH– (aq): E° = 0,82 V
Das zeigen die Werte Der Prozess, bei dem Fe durch O oxidiert wird, ist chemisch spontan.2 in Wasser gelöst, da Eisen ein geringeres Normreduktionspotential aufweist. Deshalb müssen wir:
Fe(s) → Fe2+ (aq) + 2 und–
Ö2 (g) + 2H2O(l) + 4 und– → 4OH– (Hier)
In Kürze, Rostbildung kann angegeben werden als::
2 Fe2+ (aq) + O2 (g) + 4 OH– (aq) → 2 FeOOH (s) + 2 H2O(l)
Obwohl die Sauerstoffkonzentration in der Luft konstant ist, ist ihre Löslichkeit in Wasser gering (1,4 x 10).–3 Mol. L–1 H2O bei 20 °C), das auf der Stahloberfläche schnell verbraucht wird (Metalllegierung, die hauptsächlich aus Eisen und Kohlenstoff besteht). Obwohl dieser Sauerstoff ständig durch die Luft nachgefüllt wird, muss er in jedem Moment eine Schicht passieren Dadurch kann eine dickere Rostschicht erneut auf den Stahl treffen, was die Rostgeschwindigkeit mit der Zeit verlangsamt. Korrosion.
Arten von Rost
Die Farbe des Rosts variiert je nach Sauerstoff- und Feuchtigkeitsgehalt.
Roter Rost: reich an Fe2Ö3∙H2O (hydratisiertes Eisen-III-Oxid) kommt in Umgebungen mit hoher Sauerstoffanreicherung und Luftfeuchtigkeit vor und ist die häufigste Form, die sich gleichmäßig bildet.
Gelbrost: reich an FeO(OH)H2O (oder Fe(OH)3) tritt in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit auf, normalerweise in Metallen mit großen Mengen an stehendem Wasser, beispielsweise in der Nähe von Waschbecken und Badewannen.
Schwarzrost: reich an Fe3Ö4, tritt in Umgebungen mit niedriger Sauerstoffkonzentration und mäßiger Luftfeuchtigkeit auf. Es treten schwarze Flecken auf, die nicht schnell entstehen und daher leicht zu bekämpfen sind.
Braunrost: reich an Fe2Ö3, tritt in Umgebungen mit hoher Sauerstoffkonzentration und niedriger Luftfeuchtigkeit auf (auch ohne). Aus diesem Grund handelt es sich um eine viel trockenere Art von Rost, der nicht gleichmäßig, sondern an bestimmten Stellen der Oberfläche auftritt.
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Chemische Zusammensetzung von Rost
Im Volksmund heißt es so Rost besteht aus hydratisiertem Eisen-III-Oxid (Fe).2Ö3∙H2O), aber es ist verständlich, dass in seiner Zusammensetzung auch andere Eisenarten vorhanden sind. wie Eisen es ist ein Metall Da es im Kontakt mit Luftsauerstoff wenig stabil ist, ist es normal, dass Teile dieses Metalls eine dünne Fe-Schicht bilden3Ö4 (Magnetit) auf seiner Oberfläche. Durch den ständigen Kontakt mit Luftsauerstoff und Luftfeuchtigkeit entstehen andere oxidierte Spezies wie FeOOH in den kristallinen Formen α-FeOOH (Goethit) und γ-FeOOH (Lepidocrocit). Diese Arten überlagern sich schichtweise entlang des Rostes.
Folgen von Rost
Der Prozess der Rostbildung gehört zum Bereich der Korrosion., ein Problem mit großen Auswirkungen auf die Volkswirtschaften der Industrie- und Industrieländer.
Schätzungen zufolge gehen rund 30 % der weltweiten Eisen- und Stahlproduktion durch Korrosion verloren., Kosten, die 1 bis 5 % des BIP der Länder entsprechen können. Im Jahr 2019 gab Brasilien beispielsweise rund 290 Milliarden BRL (etwa 4 % seines BIP) für Korrosionsinstandhaltung aus.
Die Kosten für die Instandhaltung von Bauwerken sind notwendig, da der Austausch teurer sein kann und außerdem Rost die Bausicherheit erheblich beeinträchtigt. Beim Oxidieren verliert das Metall seine guten mechanischen Eigenschaften. Die gebildeten Oxide sind im Allgemeinen spröde und können Teile, Strukturen und Geräte beeinträchtigen. Darüber hinaus können sie auch das verpackte Produkt verunreinigen, wenn es sich beispielsweise um Lebensmittel handelt.
Zusätzlich zu den direkten Kosten für den Austausch und die Wartung verrosteter Teile entsteht Rost kann auch indirekte Probleme mit sich bringen. Ein Bauwerk wie eine Brücke oder eine Überführung, das wegen Wartungsarbeiten geschlossen werden muss, kann zu erheblichen Störungen im Personenverkehr führen und Auswirkungen auf die Gemeinschaft und den Arbeitsalltag haben. Verrostete Maschinen können an Effizienz verlieren oder zur Wartung aus der Produktionslinie genommen werden, wodurch die Produktivität sinkt.
Wie vermeide ich Rost?
Derzeit gibt es bereits antioxidative oder korrosionsschützende Techniken, die die Rostbildung an Metallteilen drastisch reduzieren. Unter ihnen können wir einige hervorheben, wie zum Beispiel kathodischer und anodischer Schutz, Korrosionsschutzbeschichtungen und Korrosionsinhibitoren.
Beim kathodischen Schutz wird das interessierende Metall durch ein in seine Struktur eingefügtes Metall mit leichterer Oxidation (geringerem Reduktionspotential) geschützt, wodurch eine galvanische Zelle entsteht. Auf diese Weise fungiert das eingefügte Metall als Anode, oxidiert und schützt dann die interessierende Metallstruktur, die als Kathode fungiert und in ihrer reduzierten (metallischen) Form verbleibt. Die eingesetzte Anode wird bei dieser Technik allgemein als „Opfermetall“ bezeichnet, gerade weil sie anstelle einer anderen Anode oxidiert.
Durch den Einsatz von Beschichtungen wird verhindert, dass die Metallstruktur mit der oxidativen Umgebung in Kontakt kommt, wodurch eine Barriere entsteht, die die Rostbildung verhindert oder sogar verhindert. Ein Beispiel sind Epoxidfarben und Bleimennige, die unter anderem Rohre, Geländer, Tore schützen. Eine weitere bekannte Beschichtung ist die Galvanisierung, bei der das Eisenstück mit einem weniger edlen Metall beschichtet wird. Dies ist bei verzinkten Schrauben der Fall, bei denen die Eisenstruktur mit Zinkmetall beschichtet ist.
Korrosionsinhibitoren sind chemische Stoffe organischer oder anorganischer Natur, die der Umwelt zugesetzt werden, um den Prozess der Rostbildung zu verhindern. Die Idee besteht darin, im Medium Produkte zu erzeugen, die Schutzfilme bilden und als Barriere für das Metall wirken, wodurch der Kontakt mit dem oxidierenden Medium erschwert wird. Um mehr über Möglichkeiten zur Rostverhinderung zu erfahren, klicken Sie Hier.
Was ist der Unterschied zwischen Rost und Korrosion?
Rost ist eigentlich die Substanz, die beim Korrosionsprozess von Eisen und seinen Legierungen, wie zum Beispiel Stahl, entsteht. Korrosion ist umfassender, da sie alle Prozesse der spontanen Zerstörung von Metallen und Legierungen betrifft. verursacht durch chemische, biochemische und elektrochemische Wechselwirkungen zwischen Metallen und Legierungen mit der Umwelt Umfeld. Bei der Korrosion werden Metalle in thermodynamisch stabilere Verbindungen wie Oxide, Hydroxide, Salze oder Carbonate umgewandelt. Deshalb können wir das sagen Die Bildung von Rost gehört zu den Korrosionsprozessen.
Einige Autoren sagen, dass Rost eine Folge des Prozesses der Nasskorrosion oder Korrosion ist Elektrochemie, da ein solcher Prozess die Anwesenheit von Wasser erfordert, und er geschieht spontan.
Quellen
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Von Stefano Araujo Novais
Chemielehrer
Die Korrosion von Metallen, hauptsächlich Eisen, erfolgt in elektrochemischen Prozessen von Oxidations-Reduktions-Reaktionen.
Verstehen Sie, warum die Seeluft in Küstenregionen zur Korrosion metallischer Strukturen beiträgt.
Nutzen und Schaden durch Sauerstoff.
Der Eisenkorrosionsschutz kann mit Lacken, Spezialstählen oder kathodischem Schutz erfolgen.
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