Wie man die ausgeglichene chemische Reaktion fĂĽr das Rosten von Eisen schreibt

Rost ist eine Tatsache des Lebens auf der Erde sowie mindestens eines anderen Planeten im Sonnensystem: Mars. Der rötliche Farbton dieses Planeten ist hauptsächlich auf das Vorhandensein von Eisenoxid oder Rost auf seiner Oberfläche zurückzuführen. Rost ist das Ergebnis der Kombination von Eisen mit Sauerstoff in einem Prozess namens Oxidation, und die Anwesenheit von Rost auf dem Mars deutet darauf hin, dass es in der Vergangenheit möglicherweise mehr molekularen Sauerstoff auf dem Planeten gab, obwohl Kohlendioxid, der Hauptbestandteil des Mars ist 'gegenwärtige Atmosphäre, kann auch Sauerstoff liefern. Neben gasförmigem Sauerstoff benötigt die Rostbildung Wasser, da es sich um einen zweistufigen Prozess handelt. Das ist ein Hinweis darauf, dass das Wasser vor langer Zeit auf dem Mars reichlich vorhanden war.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Die Rostbildung erfordert Eisen, Wasser und Sauerstoff. Obwohl es ein komplexer Prozess ist, ist die chemische Gleichung einfach 4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe (OH)3.

Der erste Schritt: Oxidation von festem Eisen

Es ist allgemein bekannt, dass Rost auftritt, wenn Sie Wasser auf einem Metallgerät lassen oder es der feuchten Luft aussetzen. Das liegt daran, dass der erste Schritt des Rostens die Auflösung von festem Eisen in Lösung beinhaltet. Die Formel dafür lautet:

Fe (s) → Fe2+(aq) + 2e-

Die durch diese Reaktion erzeugten Elektronen verbinden sich mit Wasserstoffionen im Wasser sowie mit gelöstem Sauerstoff zu Wasser:

4e- + 4H+(aq) + O2(aq) → 2H2O (l)

Diese beiden Reaktionen erzeugen Wasser und Eisen (II) -Ionen, jedoch keinen Rost. Dazu muss eine andere Reaktion stattfinden.

Der zweite Schritt: Bildung von hydratisiertem Eisenoxid (Rost)

Der Verbrauch von Wasserstoffionen, der auftritt, wenn sich Eisen auflöst, hinterlässt ein Übergewicht an Hydroxid (OH-) Ionen im Wasser. Die Eisen (II) -Ionen reagieren mit ihnen zu grünem Rost:

Fe2+(aq) + 2 OH-(aq) → Fe (OH)2(s)

Das ist nicht das Ende der Geschichte. Die Eisen (II) -Ionen verbinden sich auch mit Wasserstoff und Sauerstoff im Wasser zu Eisen (III) -Ionen:

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

Diese Eisenionen sind verantwortlich für die Bildung der rötlichen Ablagerung, die weltweit Löcher in Autokarosserien und Metalldächern verschlingt. Sie verbinden sich mit den zusätzlichen Hydroxidionen zu Eisen (III) -hydroxid:

Fe3+(aq) + 3 OH-(aq) → Fe (OH)3

Diese Verbindung dehydriert zu werden Fe2O3.H2O, das ist die chemische Formel fĂĽr Rost.

Schreiben der ausgeglichenen Gleichung

Wenn Sie daran interessiert sind, eine ausgewogene Gleichung für den gesamten Prozess zu schreiben, brauchen Sie nur die anfänglichen Reaktanten und die Produkte der Reaktion zu kennen. Die Reaktanten sind Eisen (Fe), Sauerstoff (O2) und Wasser (H2O), und das Produkt ist Eisen (III) hydroxid Fe (OH)3, also Fe + O2 + H2O → Fe (OH)3. In einer ausgeglichenen Gleichung muss die gleiche Anzahl von Sauerstoff-, Wasserstoff- und Eisenatomen auf beiden Seiten der Gleichung erscheinen. Balance die Anzahl der Wasserstoffatome durch Multiplizieren der Anzahl der Wassermoleküle um 6 und die Anzahl der Hydroxidmoleküle um 4. Sie müssen dann die Anzahl der O multiplizieren2 Moleküle um 3 und die Anzahl der Fe-Ionen um 4. Das Ergebnis ist:

4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe (OH)3

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