Η σκουριά είναι ένα γεγονός ζωής στη Γη, καθώς και τουλάχιστον ένας άλλος πλανήτης στο ηλιακό σύστημα: ο Άρης. Η κοκκινωπή απόχρωση αυτού του πλανήτη οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στην παρουσία οξειδίου του σιδήρου ή σκουριάς στην επιφάνειά του. Η σκουριά είναι το αποτέλεσμα του συνδυασμού σιδήρου με οξυγόνου σε μια διαδικασία που ονομάζεται οξείδωση και η παρουσία σκουριάς στον Άρη υποδηλώνει ότι μπορεί να υπήρχε περισσότερο μοριακό οξυγόνο στον πλανήτη στο παρελθόν, αν και το διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο είναι το κύριο συστατικό της σημερινής ατμόσφαιρας του Άρη, μπορεί επίσης να παρέχει οξυγόνο. Εκτός από το αέριο οξυγόνο, ο σχηματισμός σκουριάς χρειάζεται νερό γιατί είναι μια διαδικασία δύο σταδίων. Αυτό είναι μια ένδειξη ότι το νερό μπορεί να ήταν άφθονο στον Άρη εδώ και πολύ καιρό.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Ο σχηματισμός σκουριάς απαιτεί σίδηρο, νερό και οξυγόνο. Αν και είναι μια περίπλοκη διαδικασία, η χημική εξίσωση είναι απλά 4Fe + 3O2 + 6Η2O → 4Fe (ΟΗ)3.
Το πρώτο βήμα: οξείδωση του στερεού σιδήρου
Είναι κοινή γνώση ότι η σκουριά εμφανίζεται όταν αφήνετε νερό σε μεταλλικό εργαλείο ή το αφήνετε εκτεθειμένο σε υγρό αέρα. Αυτό συμβαίνει επειδή το πρώτο βήμα στη διαδικασία σκουριάς περιλαμβάνει τη διάλυση του στερεού σιδήρου σε διάλυμα. Ο τύπος για αυτό είναι:
Fe (s) → Fe2+(aq) + 2ε-
Τα ηλεκτρόνια που παράγονται από αυτήν την αντίδραση συνδυάζονται με ιόντα υδρογόνου στο νερό καθώς και με διαλυμένο οξυγόνο για την παραγωγή νερού:
4ε- + 4Η+(υδ) + Ο2(υδ) → 2Η2Ο (λ)
Αυτές οι δύο αντιδράσεις παράγουν νερό και ιόντα σιδήρου (II), αλλά όχι σκουριά. Για να σχηματιστεί αυτό, πρέπει να εμφανιστεί μια άλλη αντίδραση.
Το δεύτερο βήμα: Σχηματισμός ένυδρου οξειδίου του σιδήρου (σκουριά)
Η κατανάλωση ιόντων υδρογόνου που συμβαίνει καθώς ο σίδηρος διαλύεται αφήνει υπεροχή του υδροξειδίου (ΟΗ-) ιόντα στο νερό. Τα ιόντα σιδήρου (II) αντιδρούν μαζί τους για να σχηματίσουν πράσινη σκουριά:
Φε2+(υδατ) + 2OH-(aq) → Fe (ΟΗ)2(μικρό)
Αυτό δεν είναι το τέλος της ιστορίας. Τα ιόντα σιδήρου (II) συνδυάζονται επίσης με υδρογόνο και οξυγόνο στο νερό για την παραγωγή ιόντων σιδήρου (III):
4Fe2+(υδ) +4Η+(υδ) + Ο2(aq) → 4Fe3+(υδ) + 2Η2Ο (λ)
Αυτά τα ιόντα σιδήρου είναι υπεύθυνα για το σχηματισμό του κοκκινωπού αποθέματος που τρώει σταδιακά τρύπες σε αμάξια αυτοκινήτων και μεταλλικές στέγες σε όλο τον κόσμο. Συνδυάζονται με τα επιπλέον ιόντα υδροξειδίου για να σχηματίσουν υδροξείδιο σιδήρου (III):
Φε3+(aq) + 3OH-(aq) → Fe (ΟΗ)3
Αυτή η ένωση αφυδατώνεται για να γίνει Φε2Ο3.Η2Ο, που είναι ο χημικός τύπος σκουριάς.
Σύνταξη της Ισορροπημένης Εξίσωσης
Εάν ενδιαφέρεστε να γράψετε μια ισορροπημένη εξίσωση για ολόκληρη τη διαδικασία, πρέπει να γνωρίζετε μόνο τα αρχικά αντιδραστήρια και τα προϊόντα της αντίδρασης. Τα αντιδραστήρια είναι σίδηρος (Fe), οξυγόνο (Ο2) και νερό (Η2Ο), και το προϊόν είναι υδροξείδιο σιδήρου (III) Fe (OH)3, έτσι Fe + O2 + Χ2O → Fe (ΟΗ)3. Σε μια ισορροπημένη εξίσωση, πρέπει να εμφανίζεται ο ίδιος αριθμός ατόμων οξυγόνου, υδρογόνου και σιδήρου και στις δύο πλευρές της εξίσωσης. Εξισορροπήστε τον αριθμό των ατόμων υδρογόνου πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό των μορίων νερού με 6 και τον αριθμό των μορίων υδροξειδίου με 4. Στη συνέχεια πρέπει να πολλαπλασιάσετε τον αριθμό O2 μόρια κατά 3 και τον αριθμό των ιόντων Fe κατά 4. Το αποτέλεσμα είναι:
4Fe + 3O2 + 6Η2O → 4Fe (ΟΗ)3