Ръждата е факт от живота на Земята, както и поне една друга планета от Слънчевата система: Марс. Червеникавият оттенък на тази планета се дължи до голяма степен на присъствието на железен оксид или ръжда на повърхността му. Ръждата е резултат от комбинацията на желязо с кислород в процес, наречен окисление, и наличието на ръжда на Марс предполага, че може да е имало повече молекулярен кислород на планетата в миналото, въпреки че въглеродният диоксид, който е основният компонент на настоящата атмосфера на Марс, също може да достави кислород. Освен газообразния кислород, образуването на ръжда се нуждае от вода, защото това е двустепенен процес. Това е индикация, че може да е имало много вода на Марс отдавна.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Образуването на ръжда изисква желязо, вода и кислород. Въпреки че това е сложен процес, химичното уравнение е просто 4Fe + 3O2 + 6Н2O → 4Fe (OH)3.
Първата стъпка: окисляване на твърдо желязо
Общоизвестно е, че ръждата се появява, когато оставите вода върху метален инструмент или я оставите изложена на влажен въздух. Това е така, защото първата стъпка в процеса на ръждясване включва разтварянето на твърдо желязо в разтвор. Формулата за това е:
Fe (и) → Fe2+(aq) + 2e-
Електроните, получени от тази реакция, се комбинират с водородни йони във водата, както и с разтворен кислород, за да се получи вода:
4д- + 4Н+(aq) + O2(aq) → 2H2O (l)
Тези две реакции произвеждат вода и желязо (II) йони, но не и ръжда. За да се образува това, трябва да се случи друга реакция.
Втората стъпка: Образуване на хидратиран железен оксид (ръжда)
Консумацията на водородни йони, която възниква при разтваряне на желязото, оставя превес на хидроксида (OH-) йони във водата. Йоните на желязото (II) реагират с тях, образувайки зелена ръжда:
Fe2+(aq) + 2OH-(aq) → Fe (OH)2(с)
Това не е краят на историята. Йоните на желязото (II) също се комбинират с водород и кислород във водата, за да произведат железни (III) йони:
4Fe2+(aq) + 4Н+(aq) + O2(aq) → 4Fe3+(aq) + 2Н2O (l)
Тези железни йони са отговорни за образуването на червеникавия налеп, който постепенно изяжда дупки в автомобилните тела и металните покриви по целия свят. Те се комбинират с допълнителните хидроксидни йони, образувайки железен (III) хидроксид:
Fe3+(aq) + 3OH-(aq) → Fe (OH)3
Това съединение се дехидратира, за да стане Fe2О3.H2О, което е химическата формула за ръжда.
Писане на балансирано уравнение
Ако се интересувате от написването на балансирано уравнение за целия процес, трябва да знаете само първоначалните реагенти и продуктите на реакцията. Реактивите са желязо (Fe), кислород (O2) и вода (H2O), а продуктът е железен (III) хидроксид Fe (OH)3, така че Fe + O2 + Н2O → Fe (OH)3. В балансирано уравнение, от двете страни на уравнението трябва да се появят еднакъв брой кислородни, водородни и железни атоми. Балансирайте броя на водородните атоми, като умножите броя на водните молекули по 6 и броя на хидроксидните молекули по 4. След това трябва да умножите броя на O2 молекули с 3 и броя на Fe йони с 4. Резултатът е:
4Fe + 3O2 + 6Н2O → 4Fe (OH)3
