1. Formålet med eksperimentet
- at vide, hvordan man måler en reaktionshastighed.
- at vide, hvad der påvirker reaktionshastigheden.
- at vide, hvordan man forhindrer rustning
2. Kemi af rustende jern.
Rust er en generel betegnelse for jernilte dannet ved reaktion af jern med ilt. Flere former for rust kan skelnes visuelt og dannes under forskellige omstændigheder. Den kemiske sammensætning af rust er typisk hydreret jern (III) ilt (Fe2O3.nH2O), og under våde forhold kan omfatte jern (III). Rust er den almindelige betegnelse for korrosion af jern og dets legeringer, såsom stål. Selvom iltning af andre metaller er ækvivalent, kaldes disse iltninger ikke almindeligt rust.
rent, fast jern iltes i vand:
Fe(s) -> Fe2 + (AK) + 2e –
disse elektroner reagerer hurtigt med de disassocierede hydrogenioner (i H3O + (AK) form) og det opløste ilt i vandet (O2 (AK)):
4e-(AK) + 4h3o+(AK) + O2(AK) -> 6H2O(l)
derfor, som det fremgår af ovenstående ligning, jo mere surt vandet er, desto større vil korrosionshastigheden være (da koncentrationen af H3O+(ak) vil være større.) Ved ekstremt lave pH ‘ er reagerer hydrogenionerne med elektronerne, der producerer hydrogengas i stedet:
2h+(AKV) + 2e-(AKV)- > H2(g)
således, set fra ovenstående ligninger, stiger opløsningens pH (hvad enten det er rent vand eller vand indeholdende elektrolytter). Dette fører til dannelsen af OH – ioner (i tilfælde, hvor vandmassen er markant stor, stiger pH ikke så kraftigt, men dette har ingen konsekvens, da OH – ioner altid er til stede, selv i rent vand.) Kationerne reagerer derefter med OH – eller endda H+ – ionerne og opløst ilt for at danne en række forbindelser, som udgør rust:
Fe2+(AK) + 2OH-(AK) -> Fe(OH)2(s)
4fe2+(AK) + 4h+(AK) + O2(AK) -> 4fe3+(AK) + 2H2O(l)
Fe3+(AK) + 3OH-(AK))- > fe(Oh) 3(s)
fra ovenstående ligninger ses det, at pH og mængden af opløst ilt kan påvirke resultatet af reaktionerne. I vand med begrænset opløst ilt dannes Fe3O4(s), som er et sort fast stof og almindeligvis kaldet lodestone:
6fe2+(AK) + O2(AK) + 12oh-(AK) -> 2FE3O4(s) + 6H2O(l)
den porøse Fe(OH)3 rust kan langsomt opløses i en krystalliseret form, som er den velkendte rødbrune rust:
2Fe(OH)3(s)-> Fe2O3•H2O(er) + 2H2O(l)
3. Rustforebyggelse => finish
| navn | foto | funktion |
| Fælles søm |  |
lyse almindelige negle har ingen finish. De kan forårsage ruststriber, hvis de bruges i sidespor eller pyntede. Hydreret rust er gennemtrængelig for luft og vand, hvilket gør det muligt for metallet at fortsætte med at korrodere – internt – selv efter at der er dannet et overfladelag af rust. I betragtning af tilstrækkelig hydrering kan jernmassen til sidst konvertere helt til rust og opløses. |
| Galvaniseret søm |  |
en almindelig måde at gøre negle korrosionsbestandige på er at belægge dem med sink. Varmdypede (H. D.) negle er blevet galvaniseret ved at dyppe dem i smeltet galvaniseret. Elektrogalvaniserede negle er belagt med galvaniseret og er ikke så korrosionsbestandige som varmdypede negle. En tredje proces skinner på neglen. Ved at Rune neglens overflade øger alle disse behandlinger-men især varmdypning–neglens holdekraft. Disse er afhængige af, at oksiderne beskytter den engang ridsede overflade snarere end at ilte som en offeranode. På dette billede er sølvfarven sinket. Rusten er hvid. |
| Vinyl belagt søm |  |
Korrosionskontrol kan udføres ved hjælp af en belægning for at isolere metallet fra miljøet, såsom luft(ilt) og vand. Maling, voks, vinyl og cement er almindeligt anvendte stoffer til belægning. Vinylcoating giver også større holdekraft. På dette billede er den gule farve forårsaget af vinylbelægningen. Imidlertid resulterede belægningstilstanden ikke engang i ujævn rustning. |
4. Reaktionshastighed
reaktionshastighed er et mål for, hvor hurtigt en kemisk reaktion finder sted. Vi udtrykker normalt reaktionshastigheden med hensyn til hvor hurtigt et produkt produceres, eller hvor hurtigt en reaktant forbruges. Reaktionshastigheden for en generel kemisk reaktion, aA + bB-kurp + KK, kan defineres som:
til rustning er det svært at skrive en ligning på grund af reaktionens kompleksitet. Således kan vi udtrykke reaktionen som følgende.
jern + Oygen-karrosseri (rust)
4FE + 3O2 karrosseri 2 Fe2O3
i henhold til loven om bevarelse af masse er den øgede masse af søm og rust mængden af ilt.
rustningshastigheder = /
= /
= /