La ruggine: come si forma e come prevenirla

Il ferro tende ad arrugginire in presenza di aria e questa è una reazione spontanea, ma poco desiderabile.

La ruggine è costituita da ossido di ferro (III) idrato a formula Fe2O3 x H2O e non possiede alcuna delle proprietà fisiche del metallo,ad esempio la resistenza alla trazione.

La formazione della ruggine costituisce un problema in quanto limita la durata degli oggetti in ferro oltre a danneggiare irreversibilmente impianti idraulici e termici ; inoltre anche negli elettrodomestici come cucina, lavastoviglie, frigorifero,lavatrice si può creare uno strato di ruggine che si diffonde rapidamente. In natura il ferro è presente sotto forma di ematite il cui nome deriva dal colore rosso che ricorda quello del sangue.

Da un punto di vista chimico la composizione dell’ematite è simile a quella della ruggine e il ferro tende spontaneamente a trasformarsi lentamente nella forma in cui esiste in natura.

La formazione della ruggine è un processo elettrochimico che richiede presenza contemporanea di aria e acqua. Il ferro metallico è soggetto a una semireazione di ossidazione del tipo :

Fe(s) → Fe2+ (aq) + 2 e

Gli elettroni forniti dall’ossidazione del ferro fluiscono verso una regione catodica, dove vengono consumati in una reazione che coinvolge l’ossigeno contenuto nell’aria e l’acqua secondo la reazione:
2 H2O (l) + O2(aq) + 4 e→ 4 OH(aq)

Gli ioni Fe2+ e OH che si liberano nelle due reazioni danno la seguente reazione:
Fe2+(aq) + 2 OH(aq)→Fe(OH)2(s)

Questo idrossido di ferro (II)  in seguito viene ossidato a ossido di ferro (III) idrato.

Esistono vari metodi di prevenzione della ruggine con l’uso di preparati antiruggine ,la copertura con grasso o olio e il rivestimento del metallo con plastica possono costituire valide alternative la prevenzione della corrosione può anche essere effettuata tramite controlli e correzione della composizione dell’ambiente.

Inoltre in leghe ferro carbonio come l’acciaio si può limitare fortemente l’ossidazione aggiungendo, nelle stesse, metalli quali cromo e nichel che ricoprendosi spontaneamente di uno strato sottile di ossido detto film dando luogo al fenomeno della passivazione che preserva la lega da fenomeni corrosivi.

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Author: Chimicamo

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