Hrdza je skutočnosťou života na Zemi, ako aj na najmenej jednej ďalšej planéte v slnečnej sústave: Marse. Červenkastý nádych tejto planéty je spôsobený hlavne oxidom železa alebo hrdzou na jej povrchu. Hrdza je výsledkom kombinácie železa s kyslíkom v procese zvanom oxidácia a prítomnosť hrdze na Marse naznačuje, že mohlo dôjsť k viac molekulárneho kyslíka na planéte v minulosti, hoci kyslík uhličitý, ktorý je hlavnou zložkou súčasnej atmosféry Marsu, môže tiež dodávať kyslík. Okrem plynného kyslíka potrebuje tvorba hrdze vodu, pretože je to dvojstupňový proces. To naznačuje, že na Marse mohla byť voda už dávno.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Na tvorbu hrdze je potrebné železo, voda a kyslík. Aj keď je to zložitý proces, chemická rovnica je jednoducho 4Fe + 3O2 + 6 H2O → 4Fe (OH)3.
Prvý krok: Oxidácia pevného železa
Je všeobecne známe, že k hrdzi dochádza, keď necháte vodu na kovovom nástroji alebo ju necháte vystavenú vlhkému vzduchu. Je to preto, že prvý krok procesu hrdzavenia spočíva v rozpustení pevného železa do roztoku. Vzorec pre toto je:
Fe (s) → Fe2+(aq) + 2e-
Elektróny produkované touto reakciou sa kombinujú s iónmi vodíka vo vode a s rozpusteným kyslíkom za vzniku vody:
4e- + 4H+(aq) + O.2(aq) → 2H2O (l)
Tieto dve reakcie produkujú vodu a železnaté ióny, ale nie hrdzu. Aby sa vytvoril, musí dôjsť k ďalšej reakcii.
Druhý krok: Tvorba hydratovaného oxidu železitého (hrdza)
Spotreba vodíkových iónov, ktorá nastáva pri rozpúšťaní železa, zanecháva prevahu hydroxidu (OH-) ióny vo vode. Ióny železa (II) s nimi reagujú a vytvárajú zelenú hrdzu:
Fe2+(aq) + 2OH-(aq) → Fe (OH)2s
To nie je koniec príbehu. Ióny železa (II) sa tiež kombinujú s vodíkom a kyslíkom vo vode za vzniku iónov železa (III):
4Fe2+(aq) + 4H+(aq) + O.2(aq) → 4Fe3+(aq) + 2H2O (l)
Tieto ióny železa sú zodpovedné za tvorbu červenkastého nánosu, ktorý postupne požiera otvory v karosériách automobilov a kovových strešných krytinách po celom svete. Kombinujú sa s extra hydroxidovými iónmi za vzniku hydroxidu železitého:
Fe3+(aq) + 3OH-(aq) → Fe (OH)3
Táto zlúčenina sa dehydratuje Fe2O3.H2O, čo je chemický vzorec pre hrdzu.
Písanie vyváženej rovnice
Ak máte záujem o napísanie vyváženej rovnice pre celý proces, budete potrebovať iba počiatočné reaktanty a produkty reakcie. Reaktantmi sú železo (Fe), kyslík (O.2) a vodu (H2O) a produktom je hydroxid železitý (Fe) (Fe)3, takže Fe + O2 + H2O → Fe (OH)3. Vo vyváženej rovnici musí byť na oboch stranách rovnice rovnaký počet atómov kyslíka, vodíka a železa. Vyvážte počet atómov vodíka vynásobením počtu molekúl vody číslom 6 a počtu molekúl hydroxidu číslom 4. Potom musíte vynásobiť počet O2 molekuly o 3 a počet iónov Fe o 4. Výsledkom je:
4Fe + 3O2 + 6 H2O → 4Fe (OH)3
