Rooste on fakt nii Maal kui ka vähemalt ühel päikesesüsteemi planeedil: Marsil. Selle planeedi punakas varjund tuleneb suuresti raudoksiidi ehk rooste olemasolust selle pinnal. Rooste on raua ja hapniku ühendamise tulemus oksüdatsiooniks nimetatud protsessis ja Marsi rooste olemasolu viitab sellele, et minevikus on planeedil rohkem molekulaarset hapnikku, kuigi süsinikdioksiid, mis on Marsi praeguse atmosfääri põhikomponent, võib pakkuda ka hapnik. Lisaks gaasilisele hapnikule vajab rooste tekkimine vett, kuna see on kaheastmeline protsess. See näitab, et vett võis Marsil olla ammu.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Rooste tekkimiseks on vaja rauda, vett ja hapnikku. Kuigi see on keeruline protsess, on keemiline võrrand lihtsalt 4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe (OH)3.
Esimene samm: tahke raua oksüdeerimine
On üldteada, et rooste tekib siis, kui jätate metalliseadmele vett või jätate selle niiske õhu kätte. Seda seetõttu, et roosteprotsessi esimene samm hõlmab tahke raua lahustumist lahuses. Selle valem on:
Fe (s) → Fe2+(aq) + 2e-
Selle reaktsiooni käigus toodetud elektronid kombineeruvad vee tootmiseks nii vesinikuioonide kui ka lahustunud hapnikuga:
4e- + 4H+(aq) + O2(aq) → 2H2O (l)
Need kaks reaktsiooni tekitavad vee ja raua (II) ioone, kuid mitte roostet. Selle tekkimiseks peab toimuma teine reaktsioon.
Teine etapp: hüdreeritud raudoksiidi (rooste) moodustamine
Raua lahustumisel tekkiv vesinikioonide tarbimine jätab hüdroksiidi (OH-) ioone vees. Raud (II) ioonid reageerivad nendega, moodustades rohelise rooste:
Fe2+(aq) + 2OH-(aq) → Fe (OH)2s)
Sellega lugu veel ei piirdu. Raud (II) ioonid ühinevad vees oleva vesiniku ja hapnikuga, saades raud (III) ioone:
4Fe2+(aq) + 4H+(aq) + O2(aq) → 4Fe3+(aq) + 2H2O (l)
Need rauaioonid on vastutavad punaka ladestuse tekkimise eest, mis sööb järk-järgult auke kogu maailmas autokeredes ja metallkatustel. Need koos täiendavate hüdroksiidioonidega moodustavad raud (III) hüdroksiidi:
Fe3+(aq) + 3OH-(aq) → Fe (OH)3
See ühend dehüdreerub Fe2O3.H2O, mis on rooste keemiline valem.
Tasakaalustatud võrrandi kirjutamine
Kui olete huvitatud kogu protsessi tasakaalustatud võrrandi kirjutamisest, peate teadma ainult algseid reaktante ja reaktsiooni saadusi. Reagentideks on raud (Fe), hapnik (O2) ja vesi (H2O) ja saaduseks on raud (III) hüdroksiid Fe (OH)3, seega Fe + O2 + H2O → Fe (OH)3. Tasakaalustatud võrrandis peab võrrandi mõlemale küljele ilmuma sama arv hapniku-, vesiniku- ja rauaaatomeid. Tasakaalustage vesinikuaatomite arv, korrutades veemolekulide arv 6-ga ja hüdroksiidimolekulide arv 4-ga. Seejärel peate korrutama O arvu2 molekulid 3 ja Fe ioonide arv 4 võrra. Tulemuseks on:
4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe (OH)3