Ferrugem é o nome comum para ferro óxido. A forma mais familiar de ferrugem é o revestimento avermelhado que forma flocos em ferro e aço (Fe2O3), mas a ferrugem também vem em outras cores, incluindo amarelo, marrom, laranja e até verde! As cores diferentes refletem várias composições químicas de ferrugem.
Ferrugem refere-se especificamente a óxidos de ferro ou ligas de ferro, como aço. A oxidação de outros metais tem outros nomes. Há manchas na prata e verdetes no cobre, por exemplo.
Principais tópicos: Como funciona a ferrugem
- Ferrugem é o nome comum do produto químico chamado óxido de ferro. Tecnicamente, é hidrato de óxido de ferro, porque o óxido de ferro puro não é ferrugem.
- A ferrugem se forma quando o ferro ou suas ligas são expostas ao ar úmido. O oxigênio e a água no ar reagem com o metal para formar o óxido hidratado.
- A conhecida forma vermelha de ferrugem é (Fe2O3), mas o ferro possui outros estados de oxidação, podendo formar outras cores de ferrugem.
A reação química que forma a ferrugem
Embora a ferrugem seja considerada o resultado de uma reação de oxidação, vale a pena notar nem todos os óxidos de ferro são ferrugem. A ferrugem se forma quando o oxigênio reage com o ferro, mas simplesmente juntar ferro e oxigênio não é suficiente. Embora cerca de 21% dos ar consiste em oxigênio,a ferrugem não ocorre no ar seco. Ocorre no ar úmido e na água. A ferrugem requer três produtos químicos para formar: ferro, oxigênio e água.
ferro + água + oxigênio → óxido de ferro hidratado (III)
Este é um exemplo de um reação eletroquímica e corrosão. Duas reações eletroquímicas distintas ocorrem:
Há dissolução ou oxidação anódica do ferro que entra na solução aquosa (água):
2Fe → 2Fe2+ + 4e-
A redução catódica do oxigênio que é dissolvido na água também ocorre:
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
O íon de ferro e o íon hidróxido reagem para formar hidróxido de ferro:
2Fe2+ + 4OH- → 2Fe (OH)2
O óxido de ferro reage com o oxigênio para produzir ferrugem vermelha, Fe2O3.H2O
Devido à natureza eletroquímica da reação, os eletrólitos dissolvidos na água ajudam na reação. A ferrugem ocorre mais rapidamente na água salgada do que na água pura, por exemplo.
Lembre-se de gás oxigênio (O2) não é a única fonte de oxigênio no ar ou na água. Dióxido de carbono (CO2) também contém oxigênio. O dióxido de carbono e a água reagem para formar ácido carbônico fraco. O ácido carbônico é um eletrólito melhor que a água pura. À medida que o ácido ataca o ferro, a água se transforma em hidrogênio e oxigênio. O oxigênio livre e o ferro dissolvido formam óxido de ferro, liberando elétrons, que podem fluir para outra parte do metal. Depois que a ferrugem começa, ela continua a corroer o metal.
Prevenção da ferrugem
A ferrugem é quebradiça, frágil, progressiva e enfraquece o ferro e o aço. Para proteger o ferro e suas ligas da ferrugem, a superfície precisa ser separada do ar e da água. Revestimentos podem ser aplicados ao ferro. O aço inoxidável contém cromo, que forma um óxido, da mesma forma que o ferro forma a ferrugem. A diferença é que o óxido de cromo não se desgasta e forma uma camada protetora no aço.
Referências adicionais
- Gräfen, H.; Horn, E. M.; Schlecker, H.; Schindler, H. (2000). "Corrosão." Enciclopédia de Química Industrial de Ullmann. Wiley-VCH. doi: 10.1002 / 14356007.b01_08
- Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Química Inorgânica. Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
- Waldman, J. (2015). Ferrugem - a guerra mais longa. Simon & Schuster. Nova york. ISBN 978-1-4516-9159-7.