Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

De wetenschap achter de roestverspreiding op ijzer en staal

Door Lauren Vork Bijgewerkt op 24 maart 2022

Wat roest is

Wat roest is

Om te begrijpen hoe roest werkt en zich verspreidt, moet je eerst begrijpen wat roest is. 'Roest' is de algemene naam voor wat wetenschappelijk bekend staat als ijzeroxide, een vorm van corrosie die optreedt wanneer ijzer (of een van zijn legeringen, zoals staal) reageert met zuurstof en er water (of zwaar luchtvochtigheid) aanwezig is.

Andere metalen ondergaan ook oxidatieprocessen, maar ze doen dit op een andere manier en het resultaat wordt doorgaans niet als roest beschouwd. Kopercorrosie is groen (en verklaart de kleur van het Vrijheidsbeeld), terwijl aluminiumcorrosie zich extreem langzaam verspreidt.

Het moleculaire proces van verspreiding

Het moleculaire proces van verspreiding

Het proces van metaalcorrosie is een elektrochemisch proces. Het gebeurt op moleculair niveau wanneer elektronen overgaan van ijzermoleculen naar de omringende zuurstofmoleculen, waardoor de samenstelling van het ijzer verandert en het in roest verandert. Dit gebeurt voortdurend met ijzer. In feite is het onmogelijk om een ​​stuk ijzer te vinden zonder dat er tenminste wat oxide in aanwezig is. De roestsnelheid is echter meestal gering en langzaam, maar wordt versneld door water, vooral als het water een hoge concentratie elektrolyten bevat (stoffen in het water die elektronen helpen bewegen). Daarom zorgt de aanwezigheid van zout ervoor dat roest zich sneller verspreidt.

Verspreiding

Verspreiding

Roest verspreidt zich niet door contact zoals een biologische infectie. In plaats daarvan vindt het proces van ijzeroxidatie onafhankelijk plaats, afhankelijk van de omstandigheden rondom een ​​bepaald stuk metaal. Dit betekent dat als een deel van het stuk wordt blootgesteld aan water, zuurstof en elektrolyten, maar de roest van het stuk schoon en droog wordt gehouden, het beschermde metaal niet in dezelfde mate zal rusten als het natte metaal.

IJzerlegeringen hebben verschillende corrosiesnelheden, afhankelijk van hun samenstelling.

Hoe preventie werkt

Hoe preventie werkt

Staal wordt gewoonlijk beschermd tegen roesten door middel van een proces dat bekend staat als galvanisatie. Bij dit proces wordt het staal ondergedompeld in een zinklaag, die het staal beschermt door te reageren met watermoleculen. Als de zinklaag op een stuk gegalvaniseerd staal wordt weggekrast of geschraapt, is het blootgestelde gebied kwetsbaar voor roest.