Raudan ruostuminen

Seuraa 
Viestejä149
Liittynyt29.4.2005

Kaverin kanssa mietiskeltiin, että miten se raudan ruostuminen nyt oikeen menee. Syntyykö sähkökemiallisessa syöpymisessä ruostetta kun rautaa jalompi aine ja rauta laitetaan yhteen ja elektrolyyttinä toimii vesi? Mutta jos raudanpala on yksinään, ilman kosketusta mihinkään metalliin, niin miten ruostuminen silloin syntyy ihan atomitasolta, jos joku viittis selvittää? Mitä ruoste on, Fe3O2??

Kommentit (15)

kytoann
Seuraa 
Viestejä1868
Liittynyt16.3.2005

Se punaruskea aine, jota yleensä ruosteeksi kutsutaan, on itse asiassa useamman aineen seos, siinä on ainakin Fe2O3, Fe(OH)3, ja myös vesimolekyylejä sitoutuneina. Juuri sitoutuneista vesimolekyyleistä johtuu, että ruostuminen alkuun päästyään etenee nopeasti.

Tyhmyydelle minä olen vihainen kuin rakkikoira; mutta viisaus ei ole kaikille suotu.

Vierailija

Rauta ruostuu kosteassa ja hiilidioksidi(hiilihappo)pitoisessa ilmassa,ruoste on rauta-(3)-oksidia Fe2O3 ja rautahydroksidia Fe(OH)3.

Köpänder
Seuraa 
Viestejä149
Liittynyt29.4.2005

Entä jos ilmassa ei ole ollenkaan kosteutta? Ilmeisesti täysin kuiva hiilidioksidipitoinen ilma ei saa ruostumista käyntiin? Entä kostea ilma, jossa ei ole yhtään hiilidioksidia? Vaaditaanko siis ruostumisen käynnistymiseen hiilidioksidi JA kostea ilma? Entäs jos ei oo happee ilmassa? Tulee monenlaisia tilanteita mieleen näemmä

Ja sitte vielä siitä sähkökemiallisesta korroosiosta... jos siis rautaa jalompi aine ja rauta laitetaan yhteen, niin syntyykö vaan rautaan aikain saatossa "kuoppa", mutta ei varsinaisesti ruostetta?

lierik
Seuraa 
Viestejä4922
Liittynyt31.3.2005
nm
Rauta ruostuu kosteassa ja hiilidioksidi(hiilihappo)pitoisessa ilmassa,ruoste on rauta-(3)-oksidia Fe2O3 ja rautahydroksidia Fe(OH)3.

Saattaa olla että muistan tuon nimityshomman väärin, äkikseltään katsoen näyttäisi Fe2O3 olisi rautaditrioksidi, tai dirautatrioksidi ja Fe(OH)3 rautatrihydroksidi? Nuo antamasi nimitykset lienevät yleisesti käytössä kumminkin.

Lierikki Riikonen

kytoann
Seuraa 
Viestejä1868
Liittynyt16.3.2005

Yhdisteille voidaan käyttää erilaisia nimityksiä, riippuen siitä miten tarkkaan halutaan ilmoittaa niiden rakenne.

Rauta muodostaa (ainakin ) kaksi oksidia : FeO (rauta-(2)-oksidi), ja Fe2O3 (rauta-(3)-oksidi , dirautatrioksidi), molemmat ovat siis rautaoksideja.

Rautahydroksideja on myös kaksi: Fe(OH)2 (rautadihydroksidi, rauta-(2)-hydroksidi), sekä Fe(OH)3 (rautatrihydroksidi, rauta-(3)-hydroksidi).

Kakkonen ja kolmonen ovat raudan hapetusluvut näissä yhdisteissä, siis miten monta elektronia atomi on luovuttanut.

Aivan kuivassa ilmassa ruostumista tuskin tapahtuisi (tai riipuu mitä muita aineita on läsnä). Hiilidioksidi vaikuttaa vasta veteen liuenneena; aivan kuivaa ilmaa ei ole muualla kuin jossain laboratorio-olosuhteissa.

Kosteassa, happipitoisessa ilmassa ruostuminen kyllä lähtisi käyntiin ilman hiilidioksidia. Happi on ratkaiseva tekijä.
Täysin hapeton ilma, olisiko se sitten puhdasta typpeä vai mitä?

Tyhmyydelle minä olen vihainen kuin rakkikoira; mutta viisaus ei ole kaikille suotu.

lierik
Seuraa 
Viestejä4922
Liittynyt31.3.2005

Typpeä kuten muitakin regoimattomia kaasuja kuten Argonia käytetään juuri siksi hitsausen suojakaasuina etteivät ne reagoi metallien esim. raudan kanssa, eikä ilman happi paase näin yhtymään metalien kanssa. Metallin ollessa sulana palaminen tapahtuu paljon kerkeämmin kuin kiinteassä tilassa. Raudan ruostuminenkin on hidasta palamista.

Lierikki Riikonen

lierik
Seuraa 
Viestejä4922
Liittynyt31.3.2005
MakeeK
Entä jos ilmassa ei ole ollenkaan kosteutta? Ilmeisesti täysin kuiva hiilidioksidipitoinen ilma ei saa ruostumista käyntiin? Entä kostea ilma, jossa ei ole yhtään hiilidioksidia? Vaaditaanko siis ruostumisen käynnistymiseen hiilidioksidi JA kostea ilma? Entäs jos ei oo happee ilmassa? Tulee monenlaisia tilanteita mieleen näemmä

Ja sitte vielä siitä sähkökemiallisesta korroosiosta... jos siis rautaa jalompi aine ja rauta laitetaan yhteen, niin syntyykö vaan rautaan aikain saatossa "kuoppa", mutta ei varsinaisesti ruostetta?

Tuosta sähkökemiallisesta korroosiosta. Hyödyksi sitä voidaan käyttää laivoissa, joihin laitetaan sinkkiä syöpymään jolloin laivan ruko eivätkä potkurit syövy, koska ovat jalompia. Ruostumatonta terästä ei kannata hitsata enemmän rautaa sisältävällä lisäaineella, koska silloi hitsaussauma syöpyy. Nämä epäjalommat aineet vain liukenevat elektrolyysissä elektrolyyttiin, joka lienee molemmissa tapauksissa enemmän tai vähemmän mineraaleja sisältävä vesi. Kysymyksessä on sähköpari.

Käytännön jäljissä, vaikkapa hitsaussauman osalta on vaikea nähdä onko se ruostunut vai kulunut, luultavasti molempia, sekä "syöpymistä", että ruostumista tapahtuu. Silmä erottaa usein kyllä myös ruosteen näköistä ainetta.

Vastaus ei taida tyydyttää, ei minuakaan. Mietitään. Luulen kuitenkin että atomitasolla tietämykseni pysähtyy tuohon kemian kaavaan. Joku voi tietää miten elektronivaraukset atomien kehillä vaihtelevat. Seostamaton rauta menee kuitenkin mielellään "naimisiin" hapen kanssa.

Lierikki Riikonen

Vierailija

Jos metallien jännitesarjaa katselee, niin vety (H) erottaa metallit ja jalometallit toisistaan. Jalometalleihin lasketaan: Cu, Hg, Pt, Ag, Au. Rauta ei ole siis jalometalli -> Vety pelkistyy ja rauta hapettuu. Eli vety pelkistyessään (H-) hapettaa raudan (Fe2+) joka taasen hapettuu helposti (puolimiehitys s ja p energiatasoilla=> pysyvä) Fe3+:ksi
Näin saadaan rautahydridiä.

Todennäköisempi hapettumisreaktio on kuitenkin tämä hapen (O2, O3) aiheutta hapettumisreaktio. Raudan oksidit&hydroksidit.

Pitää aamulla vielä katella ja tarkistaa mitä sitä tuli kirjoitettua..

lierik
Seuraa 
Viestejä4922
Liittynyt31.3.2005

Mendelejevin taulukossa vetykin on nähdäkseni laskettu metalleihin. Vätetäänpä että metallista vetyä olisi joskus Venäjällä onnistuttu valmistamaankin hetkellisesti.

Lierikki Riikonen

Vierailija
lierik
Mendelejevin taulukossa vetykin on nähdäkseni laskettu metalleihin. Vätetäänpä että metallista vetyä olisi joskus Venäjällä onnistuttu valmistamaankin hetkellisesti.

Kovia tiedemiehiä siellä Venäjällä/Neuvostoliitossa. Muistelen, että silloin joskus 80-luvullakin kaadettiin muutama tonni geenimuunneltuja E.Colejakin johonkin jokeen, kun piti niistä eroon päästä.

Meinaat Mendejelevin taulukoilla nykyistä jaksollista järjestelmää?
Taulukko on kokenut lieviä muutoksia Mendejelevin ajoista, vaikkakin hyvin hän aineiden ominaisuudet ennustikin. Vetyhän on ryhmässä I, koska sen elektronikuorella on s-kuorella 1 elektroni. Niinkuin Li, Na, K jne alkaalimetalleissa. Vety on silti epämetalli. Ja tarpeeksikovassa paineessa ja alhaisessa lämpötilassa vedystäkin saadaan toki kiinteää.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä23104
Liittynyt16.3.2005
Custom Jake
eli fe203 on ruoste? Mikäs on sitten palamistuotteena jos poltan ihan rautavillaa?



Tuota samaa ja FeO:ta siitä taitaa tulla. Suhteesta ei ole aavistusta.

Dreamspace

Taulukko on kokenut lieviä muutoksia Mendejelevin ajoista, vaikkakin hyvin hän aineiden ominaisuudet ennustikin. Vetyhän on ryhmässä I, koska sen elektronikuorella on s-kuorella 1 elektroni. Niinkuin Li, Na, K jne alkaalimetalleissa. Vety on silti epämetalli. Ja tarpeeksikovassa paineessa ja alhaisessa lämpötilassa vedystäkin saadaan toki kiinteää.

Vedyllä, kuten monilla muillakin aineilla, on useita kiinteitä olomuotoja. Normaalipaineessa matalassa lämpötilassa vedyn stabiili muoto on epämetalli, mutta ainakin teoreettisesti on ennustettu metallimainen korkean paineen olomuoto. Luulin, että sellainen olisi kokeellisestikin varmennettu, mutta en ole varma. Maanpinnalla on vaikea saavuttaa riittävää painetta. Mm. magneettikenttien perusteella arvellaan että suurten kaasuplaneettojen sisällä olisi korkeapaineista metallista vetyä. Pienemmissä kaasuplaneetoissa arvioidaan olevan metallista jäätä ja ammoniakkia. Ne eivät kai vaadi aivan yhtä kovaa painetta.

Metallinen olomuoto on näköjään kokeellisesti varmistettu:
http://www-phys.llnl.gov/H_Div/GG/metalhydrofact.html Rajut otteet sen saavuttamiseksi näköjään tarvittiin.

Vierailija
MakeeK
Kaverin kanssa mietiskeltiin, että miten se raudan ruostuminen nyt oikeen menee. Syntyykö sähkökemiallisessa syöpymisessä ruostetta kun rautaa jalompi aine ja rauta laitetaan yhteen ja elektrolyyttinä toimii vesi? Mutta jos raudanpala on yksinään, ilman kosketusta mihinkään metalliin, niin miten ruostuminen silloin syntyy ihan atomitasolta, jos joku viittis selvittää? Mitä ruoste on, Fe3O2??

Ruostuminen, kuten kaikki tapahtumat, on energiatapahtuma. Rautalevyn pinnalla oleva ohut vesikerros liuottaa itseensä happimolekyylejä ilmasta. Vesimolekyylit ja happi yhdessä "huomaavat", että jos ne muuttuisivat hydroksidi-ioneiksi, tuloksena olisi pienemmän energiasisällön omaava systeemi. Mutta voidakseen muuttua niiden on saatava (kahta H2O ja yhtä O2 kohti) neljä elektronia lisää. Onneksi rauta on halukas hapettumaan. Niinpä kaksi rautaa hapettuu rautaioneiksi, ionivaraus 2+, jotka liukenevat veteen. Rautalevyyn siis syöpyy koloja. Lopulta erisähköisten ionien välinen vetovoima sitoo rautaionit ja hydroksidi-ionit yhteen (jälleen energeettinen muutos!) rautahydroksidiksi, joka arvatakseni monimutkaisten välivaiheiden kautta muuttuu rauta(3+)oksidihydroksidiksi eli kaikille tutuksi ruosteeksi. Ruostuvan raudan lisäaineet saattavat antaa ruosteelle erilaisia värisävyjä.

Uusimmat

Suosituimmat