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Home Chimica

Ruggine

di Chimicamo
10 Settembre 2022
in Chimica, Chimica Generale
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Ruggine -chimicamo

Ruggine -chimicamo

La ruggine è costituita da ossidi di ferro idrati Fe(OH)3, FeO(OH) e da Fe2O3·H2O che si formano sulle superfici di materiali di ferro esposti all’aria a seguito della corrosione.

La ruggine si forma di preferenza se il metallo è esposto all’aria umida o se è a contatto con l’acqua in un processo elettrochimico per reazione con acqua, ossigeno e un elettrolita. Un tasso di umidità nell’aria  maggiore del 50% è sufficiente per fornire l’acqua necessaria alla corrosione del ferro

Reazioni

Il processo di formazione della ruggine inizia con l’ossidazione del ferro che avviene secondo la semireazione:

Fe(s) →  Fe2+(aq) + 2 e–

La semireazione di riduzione avviene tra ioni H+ provenienti dalla dissociazione dell’acqua e l’ossigeno in essa disciolto:

4 H+(aq) + O2(aq) + 4 e– → 2 H2O(l)

La reazione complessiva è pertanto:

2 Fe(s)  + 4 H+(aq) + O2(aq) →  2 Fe2+(aq) + 2 H2O(l)

In presenza di un’acqua acida ovvero se il pH è basso la reazione che avviene porta alla formazione di idrogeno gassoso:

Fe(s) + 2 H+(aq) →  Fe2+(aq) + H2(g)

In entrambi i casi poiché vengono consumati nel processo ioni H+ il pH dell’acqua tende ad aumentare e conseguentemente la concentrazione degli ioni OH–. Questi ultimi reagiscono con Fe2+ per dare l’idrossido di ferro (II) poco solubile di colore verde:

Fe2+(aq) + 2 OH–(aq) → Fe(OH)2(s)

Lo ione Fe2+ reagisce anche con gli ioni H+ e ossigeno per dare ioni Fe3+ :

4 Fe2+(aq) + 4 H+(aq) +  O2(aq) →  4 Fe3+(aq) + 2 H2O(l)

Gli ioni Fe3+ reagiscono con gli ioni OH– per dare idrossido di ferro (III):

  Utilizzo del pH per determinare la concentrazione di un sale

Fe3+(aq) + 3 OH–(aq) → Fe(OH)3(s)

L’idrossido di ferro (III) si presenta poroso e si trasforma in nella forma cristallina Fe2O3·H2O ossido di ferro (III) idrato di colore rosso-marrone. Poiché  tali processi avvengono con gli ioni H+ e con gli ioni OH– si verifica che il pH gioca un ruolo di fondamentale importanza. In carenza di ossigeno il composto che si forma è la magnetite che può essere scritta come Fe3O4 che è costituita in realtà da una miscela di FeO e Fe2O3.

Se sono presenti altri ioni come lo ione calcio Ca2+ e lo ione carbonato CO32- si formano una serie di sali poco solubili che, unendosi a l’idrossido di ferro (III) formano un rivestimento che non aderisce alla superficie metallica e tende a sfaldarsi sgretolandosi e esponendo il ferro sottostante a una successiva corrosione.

Tags: ferro (II)ferro (III)idrossido di ferro (III)ossidipH

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Il Progetto Chimicamo

Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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