Roest is een feit van het leven op aarde evenals ten minste één andere planeet in het zonnestelsel: Mars. De roodachtige tint van die planeet is grotendeels te wijten aan de aanwezigheid van ijzeroxide of roest op het oppervlak. Roest is het resultaat van de combinatie van ijzer met zuurstof in een proces dat oxidatie wordt genoemd, en de aanwezigheid van roest op Mars suggereert dat er in het verleden wellicht meer moleculaire zuurstof op de planeet aanwezig was, hoewel koolstofdioxide, het belangrijkste bestanddeel van Mars, is. 'huidige atmosfeer, kan ook zuurstof leveren. Naast gasvormige zuurstof heeft de roestvorming water nodig, omdat het een proces in twee stappen is. Dat is een aanwijzing dat water lang geleden overvloedig op Mars is geweest.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

De vorming van roest vereist ijzer, water en zuurstof. Hoewel het een complex proces is, is de chemische vergelijking eenvoudig 4Fe + 3O _{2 + 6H 2O → 4Fe (OH) 3.}

De eerste stap: oxidatie van vast ijzer

Het is algemeen bekend dat roest ontstaat wanneer u water op een metalen werktuig laat staan ​​of het blootstelt aan vochtige lucht. Dat komt omdat de eerste stap in het roestproces het oplossen van vast ijzer in oplossing inhoudt. De formule hiervoor is:

Fe (s) → Fe ^{2+ (aq) + 2e -}

De elektronen geproduceerd door deze reactie worden gecombineerd met waterstofionen in de zowel water als met opgeloste zuurstof om water te produceren:

4e ^{- + 4H + (aq) + O _{2 (aq) → 2H 2O (l)}}

Deze twee reacties produceren water en ijzer (II) ionen, maar niet roest. Om dat te vormen, moet nog een reactie plaatsvinden.

De tweede stap: vorming van gehydrateerd ijzeroxide (roest)

Het verbruik van waterstofionen dat optreedt als ijzer oplost laat een overwicht aan hydroxide over (OH ^{-) ionen in het water. De ijzer (II) ionen reageren ermee en vormen groene roest:}

Fe ^{2+ (aq) + 2OH - (aq) → Fe (OH) _{2 (s)}}

Dat is niet het einde van het verhaal. De ijzer (II) -ionen combineren ook met waterstof en zuurstof in het water om ijzer (III) -ionen te produceren:

4Fe ^{2+ (aq) + 4H + (aq) + O < sub> 2 (aq) → 4Fe 3+ (aq) + 2H _{2O (l)}}

Deze ijzerionen zijn verantwoordelijk voor de vorming van de roodachtige afzetting die geleidelijk gaten in autocarrosserieën opeet en metalen dakbedekking wereldwijd. Ze combineren met de extra hydroxide-ionen om ijzer (III) hydroxide te vormen:

Fe ^{3+ (aq) + 3OH - (aq) → Fe (OH) ₃}

Deze verbinding hydrateert tot Fe _{2O 3.H 2O, wat de chemische formule is voor roest.}

De evenwichtige vergelijking schrijven

Als je bent geïnteresseerd in het schrijven van een uitgebalanceerde vergelijking voor het hele proces, je hoeft alleen de eerste reactanten en de producten van de reactie te kennen. De reagentia zijn ijzer (Fe), zuurstof (O _{2) en water (H 20), en het product is ijzer (III) hydroxide Fe (OH) 3, dus Fe + O 2 + H 2O → Fe (OH) 3. In een uitgebalanceerde vergelijking moet aan beide zijden van de vergelijking hetzelfde aantal zuurstof-, waterstof- en ijzeratomen voorkomen. Breng het aantal waterstofatomen in balans door het aantal watermoleculen met 6 te vermenigvuldigen met het aantal hydroxidemoleculen met 4. Dan vermenigvuldigt u het aantal O 2-moleculen met 3 en het aantal Fe-ionen met 4. De resultaat is:}

4Fe + 3O _{2 + 6H 2O → 4Fe (OH) 3}