1. Propósito del experimento
- para saber cómo medir una velocidad de reacción.
- para saber qué afecta la velocidad de reacción.
- para saber cómo prevenir la oxidación
2. Química del Hierro Oxidado.
El óxido es un término general para los óxidos de hierro formados por la reacción del hierro con el oxígeno. Varias formas de óxido se distinguen visualmente y se forman en diferentes circunstancias. La composición química del óxido es típicamente óxido de hierro(III) hidratado (Fe2O3).nH2O), y en condiciones húmedas puede incluir óxido-hidróxido de hierro (III) (FeO (OH)). La oxidación es el término común para la corrosión del hierro y sus aleaciones, como el acero. Aunque la oxidación de otros metales es equivalente, estos óxidos no se denominan comúnmente óxido.
El hierro sólido puro se oxida en agua:
Fe (s) – > Fe2 + (aq) + 2e –
Estos electrones reaccionarán rápidamente con los iones de hidrógeno disociados (en forma de H3O+(aq)) y el oxígeno disuelto en el agua (O2(aq)):
4e- (aq) + 4H3O+(aq) + O2(aq) – > 6H2O (l)
Por lo tanto, como se ve en la ecuación anterior, cuanto más ácida sea el agua, mayor será la tasa de corrosión(ya que la concentración de H3O+(aq) será mayor.) A pH extremadamente bajos, los iones de hidrógeno reaccionarán con los electrones que producen gas hidrógeno en su lugar:
2H+(aq) + 2e-(aq) -> H2 (g)
Por lo tanto, como se ve en las ecuaciones anteriores, el pH de la solución (ya sea agua pura o agua que contiene electrolitos) aumenta. Esto conduce a la formación de iones OH – (en los casos en que el cuerpo de agua es significativamente grande, el pH no aumenta tan bruscamente, pero esto no tiene consecuencias ya que los iones OH – están siempre presentes, incluso en agua pura.) Los cationes reaccionan con los iones OH – o incluso con los iones H+ y el oxígeno disuelto para formar una variedad de compuestos que constituyen óxido:
Fe2+(aq) + 2OH-(aq) -> Fe(OH)2(s)
4Fe2+(aq) + 4H+(aq) + O2(aq) -> 4Fe3+(aq) + 2H2O(l)
Fe3+(aq) + 3OH-(aq) -> Fe(OH)3(s)
a partir De las ecuaciones anteriores, se observa que el pH y la cantidad de oxígeno disuelto que puede afectar el resultado de las reacciones. En agua con oxígeno disuelto limitado se forma Fe3O4(s), que es un sólido negro y comúnmente llamado lodestone:
6Fe2+(aq) + O2(aq) + 12OH-(aq) -> 2Fe3O4(s) + 6H2O(l)
El óxido poroso de Fe(OH)3 puede desintegrarse lentamente en una forma cristalizada, que es el óxido rojo-marrón familiar:
2Fe(OH)3(s) -> Fe2O3•H2O(s) + 2H2O(l)
3. Prevención de óxido => Acabados
| Nombre | Foto | Característica |
| Uña común |  |
Las uñas comunes brillantes no tienen acabado. Pueden causar rayas de óxido si se utilizan en revestimientos o cubiertas. El óxido hidratado es permeable al aire y al agua, lo que permite que el metal continúe corroiéndose internamente, incluso después de que se haya formado una capa superficial de óxido. Con una hidratación suficiente, la masa de hierro puede eventualmente convertirse completamente en óxido y desintegrarse. |
| Clavo galvanizado |  |
Una forma común de hacer que las uñas sean resistentes a la corrosión es cubrirlas con zinc. Los clavos sumergidos en caliente (H. D.) se han galvanizado sumergiéndolos en zinc fundido. Las uñas electrogalvanizadas están chapadas con zinc y no son tan resistentes a la corrosión como las uñas sumergidas en caliente. Un tercer proceso coloca zinc en la uña. Al rugosear la superficie de la uña, todos estos tratamientos, pero especialmente la inmersión en caliente, aumentan el poder de sujeción de la uña. Estos se basan en los óxidos de zinc que protegen la superficie que una vez se rayó en lugar de oxidarse como ánodo de sacrificio. En esta imagen, el color plateado es zinc. El óxido del zinc es blanco. |
| Uñas recubiertas de vinilo |  |
El control de la corrosión se puede realizar utilizando un revestimiento para aislar el metal del medio ambiente, como el aire(oxígeno) y el agua. La pintura, la cera, el vinilo y el cemento son sustancias de uso común para recubrir. El revestimiento de vinilo también proporciona una mayor potencia de sujeción. En esta imagen, el color amarillo es causado por el revestimiento de vinilo. Sin embargo, el estado del recubrimiento ni siquiera provocaba una oxidación desigual. |
4. Velocidad de reacción
La velocidad de reacción es una medida de la rapidez con que se produce una reacción química. Por lo general, expresamos la velocidad de reacción en términos de qué tan rápido se produce un producto o qué tan rápido se consume un reactivo. La velocidad de reacción de una reacción química general, aA + Bb → pP + qQ, se puede definir como:
Para la oxidación, es difícil escribir una ecuación debido a la complejidad de la reacción. Por lo tanto, podemos expresar la reacción de la siguiente manera.
Hierro + Oygen → Óxidos de hierro (óxido)
4Fe + 3O2 → 2 Fe2O3
De acuerdo con la ley de conservación de masa, la masa aumentada de uñas y óxido es la cantidad de oxígeno.
la Oxidación de las tasas de = /
= /
= /