Rūdys yra gyvybės Žemėje faktas, taip pat bent viena kita Saulės sistemos planeta: Marsas. Tos planetos rausvą atspalvį daugiausia lemia geležies oksido arba rūdžių buvimas jos paviršiuje. Rūdys yra geležies ir deguonies derinio procesas, vadinamas oksidacija, ir rūsis Marse rodo, kad galėjo būti praeityje daugiau molekulinio deguonies planetoje, nors anglies dioksidas, kuris yra pagrindinis Marso atmosferos komponentas, taip pat gali tiekti deguonies. Rūdims susidaryti reikia ne tik dujinio deguonies, bet ir vandens, nes tai yra dviejų pakopų procesas. Tai rodo, kad vandens Marse galėjo būti jau seniai.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Norint susidaryti rūdims, reikia geležies, vandens ir deguonies. Nors tai yra sudėtingas procesas, cheminė lygtis yra tiesiog 4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe (OH)3.
Pirmasis žingsnis: kietojo geležies oksidavimas
Visuotinai žinoma, kad rūdys atsiranda, kai paliekate vandenį ant metalinio padargo arba paliekate jį veikiamą drėgno oro. Taip yra todėl, kad pirmasis rūdijimo proceso etapas apima kietos geležies ištirpimą tirpale. To formulė yra:
Fe (s) → Fe2+(aq) + 2e-
Šios reakcijos metu susidarę elektronai susidaro su vandenilio jonais vandenyje ir su ištirpusiu deguonimi, kad gautų vandenį:
4e- + 4H+(aq) + O2(aq) → 2H2O (l)
Šios dvi reakcijos sukelia vandens ir geležies (II) jonus, bet nerūdija. Kad tai susiformuotų, turi įvykti kita reakcija.
Antras žingsnis: hidratuoto geležies oksido (rūdžių) susidarymas
Vandenilio jonų, atsirandančių tirpstant geležiai, vartojimas palieka hidroksido (OH.) Persvarą-) vandenyje esančių jonų. Geležies (II) jonai su jais reaguoja ir susidaro žalios rūdys:
Fe2+(aq) + 2OH-(aq) → Fe (OH)2s
Tuo istorija nesibaigia. Geležies (II) jonai taip pat jungiasi su vandeniliu ir deguonimi vandenyje, kad gautų geležies (III) jonus:
4Fe2+(aq) + 4H+(aq) + O2(aq) → 4Fe3+(aq) + 2H2O (l)
Šie geležies jonai yra atsakingi už rausvos nuosėdos susidarymą, kuris visame pasaulyje palaipsniui suvalgo skylutes automobilių kėbuluose ir metalinėse stogo dangose. Jie sujungiami su papildomais hidroksido jonais ir sudaro geležies (III) hidroksidą:
Fe3+(aq) + 3OH-(aq) → Fe (OH)3
Šis junginys dehidratuoja Fe2O3.H2O, kuri yra cheminė rūdžių formulė.
Subalansuotos lygties rašymas
Jei norite parašyti subalansuotą viso proceso lygtį, jums reikia žinoti tik pradinius reagentus ir reakcijos produktus. Reagentai yra geležis (Fe), deguonis (O2) ir vandens (H2O), o produktas yra geležies (III) hidroksidas Fe (OH)3, taigi Fe + O2 + H2O → Fe (OH)3. Subalansuotoje lygtyje abiejose lygties pusėse turi būti vienodas deguonies, vandenilio ir geležies atomų skaičius. Subalansuokite vandenilio atomų skaičių, vandens molekulių skaičių padauginę iš 6, o hidroksido molekulių skaičių - iš 4. Tada turite padauginti O skaičių2 molekulių 3 ir Fe jonų skaičiaus 4. Rezultatas:
4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe (OH)3
