1. Syftet med experimentet
- att veta hur man mäter en reaktionshastighet.
- för att veta vad som påverkar reaktionshastigheten.
- att veta hur man förhindrar rost
2. Kemi av Rostjärn.
rost är en allmän term för järnoxider som bildas genom reaktion av järn med syre. Flera former av rost kan urskiljas visuellt och bildas under olika omständigheter. Den kemiska sammansättningen av rost är typiskt hydratiserad järn (III) oxid (Fe2O3.nh2o), och under våta förhållanden kan innefatta järn (III) oxid-hydroxid(FeO (OH)). Rost är den vanliga termen för korrosion av järn och dess legeringar, såsom stål. Även om oxidation av andra metaller är ekvivalent kallas dessa oxider vanligtvis inte rost.
rent, fast järn oxiderar i vatten:
Fe (s) – > Fe2 + (aq) + 2e –
dessa elektroner kommer snabbt att reagera med de disassocierade vätejonerna (i H3O+(aq) form) och det upplösta syret i vattnet (O2(aq)):
4e-(aq) + 4h3o+(aq) + O2(aq) -> 6H2O(l)
därför, som framgår av ovanstående ekvation, ju surare vattnet desto större blir korrosionshastigheten (eftersom koncentrationen av H3O+(aq) blir större.) Vid extremt låga pH kommer vätejonerna att reagera med elektronerna som producerar vätgas istället:
2h+(aq) + 2e-(aq) -> H2(g)
således, som framgår av ovanstående ekvationer, stiger lösningens pH (oavsett om det är rent vatten eller vatten som innehåller elektrolyter). Detta leder till bildandet av OH – joner (i fall där vattenkroppen är signifikant stor, stiger pH inte lika kraftigt, men detta har ingen konsekvens eftersom OH – joner alltid är närvarande, även i rent vatten.) Katjonerna reagerar sedan med OH – eller till och med h+ – jonerna och upplöst syre för att bilda en mängd olika föreningar, som utgör rost:
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)
från ovanstående ekvationer ses att pH och mängden upplöst syre kan påverka resultatet av reaktionerna. I vatten med begränsat upplöst syre bildas Fe3O4(s), vilket är ett svart fast ämne och vanligtvis kallas lodestone:
6Fe2+(aq) + O2(aq) + 12oh-(aq) -> 2fe3o4(s) + 6H2O(l)
den porösa Fe(OH)3 rost kan långsamt sönderdelas i en kristalliserad form, vilket är den välbekanta rödbruna rosten:
2Fe(OH)3(s)-> Fe2O3•H2o(s) + 2H2O(l)
3. Rostskydd = > finish
| namn | foto | funktion |
| vanlig spik |  |
ljusa vanliga naglar har ingen finish. De kan orsaka roststrimmor om de används i sidospår eller trall. Hydratiserad rost är permeabel för luft och vatten, vilket gör att metallen fortsätter att korrodera – internt – även efter att ett ytskikt av rost har bildats. Med tanke på tillräcklig hydrering kan järnmassan så småningom omvandlas helt till rost och sönderfalla. |
| galvaniserad spik |  |
ett vanligt sätt att göra naglar korrosionsbeständiga är att belägga dem med zink. Hot-doppade (HD) naglar har galvaniserats genom att doppa dem i smält zink. Elektrogalvaniserade naglar är pläterade med zink och är inte lika korrosionsbeständiga som heta naglar. En tredje process peens zink på nageln. Genom att grova nagelns yta ökar alla dessa behandlingar–men särskilt varmdoppning-spikens hållkraft. Dessa är beroende av zinkoxiderna som skyddar den en gång repade ytan snarare än att oxidera som en offeranod. På den här bilden är silverfärgen zink. Zinkrosten är vit. |
| vinylbelagd spik |  |
korrosionskontroll kan göras med en beläggning för att isolera metallen från miljön som luft(syre) och vatten. Färg, vax, vinyl och cement är vanligtvis använda ämnen för beläggning. Vinylbeläggning ger också större hållkraft. På den här bilden orsakas den gula färgen av vinylbeläggningen. Beläggningstillståndet resulterade emellertid inte ens i ojämn rostning. |
4. Reaktionshastighet
reaktionshastighet är ett mått på hur snabbt en kemisk reaktion sker. Vi uttrycker vanligtvis reaktionshastigheten när det gäller hur snabbt en produkt produceras eller hur snabbt en reaktant konsumeras. Reaktionshastigheten för en allmän kemisk reaktion, aA + bB 2 pP + qQ, kan definieras som:
för rostning är det svårt att skriva en ekvation på grund av reaktionens komplexitet. Således kan vi uttrycka reaktionen som följande.
järn + Oygen 2b järnoxider (rost)
4FE + 3O2 2B 2B Fe2O3
enligt lagen om bevarande av massa är den ökade massan av spik och rost mängden syre.
Rostnivåer = /
= /
= /