Stříbrný lesk nového nehtu může nakonec začít vykazovat červenohnědé skvrny, zvláště když je vystaven působení prvků po delší dobu. Toto je známý začátek rezivění. Příčiny rezivění jsou chemické a zahrnují reakce s vodou a kyslíkem.
Chemické příčiny rezivění
Příčiny koroze vyžadují přítomnost voda a kyslík. Voda se může ve vzduchu kombinovat s oxidem uhličitým za vzniku slabé kyseliny uhličité.
Když tento kyselý roztok dosáhne železa, nastanou dvě reakce. Nejprve okyselená voda (dobrý elektrolyt - více o tom později) rozpustí část železa odstraněním elektronů. Poté se voda začne rozpadat na vodík a kyslík. Volný kyslík reaguje s rozpuštěným železem za vzniku oxidu železa a oxidem železa je rez.
Z tohoto vysvětlení lze vytvořit slovní rovnici pro rez:
Železo + voda + kyslík → oxid železitý (rez)
Výsledná chemická reakce rzi
Výsledná chemická reakce rezivění je:
4Fe (s) +3O2(g) + 6 H2O (l) → 4Fe (OH)3(s)
Tato porézní rez, Fe (OH)3(s) reaguje s dalším kyslíkem za vzniku krystalizovanější rzi se vzorcem Fe
2Ó3. xH20. Hydratovaný oxid železitý (Fe)2Ó3) má připojenou vodu přibližně 3/2 H2Ó; množství vody není fixováno, tedy x před H20.Tato reakce však probíhá v krocích.
Elektrochemický proces rzi
Kovy jako železo se rozpouštějí elektrochemickým procesem. To znamená, že proces funguje jako elektrochemický článek (běžně označovaný jako baterie).
The anoda bude místem, kde je kov namáhán nebo poškozen. The katoda je další část kovu nepodléhající korozi. Voda působí jako elektrolyt - můstek - a transportuje ionty, aby udržovala pohyb elektronů v pohybu, nebo v tomto případě tok elektronů, které korodují oblast anody železa.
Všechny elektrochemické procesy zahrnují typ chemické reakce zvané redukce oxidace nebo redoxní reakce. Při redoxní reakci dochází k přenosu elektronů. Přenos elektronů v korozi se odebírá z povrchu kovu a přenáší na vhodné akceptory elektronů, jako je kyslík a vodík.
Dvoustupňové chemické reakce rzi
Redoxní reakce lze často umístit jako poloviční reakce, abychom viděli, jak se elektrony pohybují v reakci. Oxidační poloreakce ztrácí elektrony a redukční poloreakce získává elektrony.
Když voda přijde do styku s železem, Fe, ztrácí železo elektrony v procesu oxidace:
- Na anodě oxidační poloreakce: Fe (s) → Fe2+(aq) + 2_e_-
Současně může na katodě dojít k redukční poloreakci:
- Redukce plynného kyslíku: O2(g) + 2H2O (l) + 4e- → 4OH- (aq)
- Nebo redukce vodíku: 2H+(aq) + 2e- → H2(G)
- Nebo kombinace obou: O2(g) + 4H+(aq) + 4_e_- → 2H2O (l)
Při konzumaci vodíkových iontů stoupá pH a stává se méně kyselým a OH- ionty se objevují ve vodě. Tyto reagují za vzniku hydroxidů železa (II), které se začnou srážet z roztoku:
2 Fe2+(aq) + 4OH- (aq) → 2Fe (OH)2(s)
Výskyt rezavění
Protože voda i kyslík jsou snadno dostupné, nakonec dojde k rzi, dokonce i v oceli, slitině složené převážně ze železa. Pokud se nezastaví, bude rezivění pokračovat kolem malých skvrn a pokrýt celý povrch.
Čisté linie původního tvaru nehtu ustoupí šupinatému rysu a poté malým jamkám. Vzhledem k tomu, že oxid železitý je objemnější molekula než původní železo, zabírá více místa, což zkresluje tvar nehtu při jeho rezivění. Tento zkreslený tvar také způsobuje, že se rezavé závěsy drží a skřípějí.
V průběhu času se rez dostane do jádra a kovový kus lze snadno rozbít v jedné ruce. Sůl, která byla rozpuštěna ve vodě, není jednou z příčin rezivění, ale urychluje proces.