Почему одно железо не ржавеет, а другое ржавеет? Почему ржавеет железо? От чего быстрей окисляется железо.

Понятие прочности часто связывают с металлами. «Прочный, как сталь», - каждый из нас слышал эту фразу не один раз. На самом деле под химическим воздействием внешней среды металлы могут окисляться и разрушаться.

Термин «коррозия» произошёл от латинского "corrodere" – разъедать. Но коррозии подвержены не только металлы. Пластмассы, полимеры, дерево и даже камни также подвержены коррозии.

Коррозия – это результат химического воздействия окружающей среды. В результате коррозии металлы разрушаются самопроизвольно. Конечно, разрушаться металлы могут и под влиянием физического воздействия. Такие процессы называют износом, старением, эрозией.

Несмотря на то, что в промышленности и в быту широко используются полимеры, керамика, стекло, роль металлов в жизнедеятельности человека продолжает оставаться очень важной.

С коррозией металлов мы сталкиваемся очень часто. Ржавое железо – результат коррозии. Нужно сказать, что многие металлы могут подвергаться коррозии. Но ржавеет только железо.

Что же происходит с металлами во время коррозии с точки зрения химии?

Химическая коррозия

Поверхностный слой металла взаимодействует с кислородом воздуха. В результате образуется оксидная плёнка. На поверхностях разных металлов образуются плёнки разной прочности. Так, алюминий и цинк образуют при взаимодействии с кислородом прочную плёнку, которая препятствует дальнейшей коррозии этих металлов. Защитная плёнка алюминия – оксид алюминия Al 2 O 3. Через неё не могут проникать ни кислород, ни вода. Например, в алюминиевом чайнике кипящая вода не действует на металл.

Но некоторые металлы и их соединения образуют рыхлые плёнки. Если отрезать кусочек металлического натрия, то можно увидеть, как на его поверхности появится плёнка, имеющая трещины. Такая плёнка свободно пропустит к поверхности кислород воздуха, пары воды и другие вещества. Коррозия натрия будет продолжаться.

Химическая коррозия – это химическое взаимодействие металла и внешней среды, в результате которой происходит реакция окисления металла и восстановления коррозионной среды.

Но во внешней среде содержатся не только кислород и пары воды. В воздухе встречаются оксиды азота, серы, углерода, а воде могут быть соли и растворённые газы. И процесс коррозии – довольно сложный процесс. Разные металлы корродируют по-разному. Например, бронза покрывается сульфатом меди (CuOH) 2 SO 4 , который похож на зелёную паутину.

Коррозия, которая происходит под воздействием электрического тока, не является химической. Её называют электрохимической.

Почему железо ржавеет

Почему же всё-таки железо ржавеет?

В процессе коррозии металл окисляется и превращается в оксид.

Упрощённое уравнение коррозии железа выглядит так:

4Fe + 3O 2 + 2H 2 О = 2Fe 2 O 3 ·H 2 О

2Fe 2 O 3 ·H 2 О - гидратированный оксид железа, или гидроксид железа. Это и есть ржавчина.

Как видно из уравнения реакции, ржавчина образуется на поверхности железа, если оно взаимодействует с кислородом в воде или во влажном воздухе. В сухом месте железо не ржавеет. Поверхность ржавчины не защищает железо от дальнейшего воздействия среды, поэтому в конце концов железо полностью превратится в ржавчину. Ржавчиной называют коррозию железа и его сплавов.

Химическая коррозия бывает газовая и коррозия в жидкостях-неэлектролитах.

Виды химических коррозий

Газовой коррозией называют процесс разрушения поверхности металла под воздействием газов при высокой температуре. Больше всего известна коррозия при воздействии кислорода на металл.

Химическая коррозия металлов и их соединений может происходить в жидкостях-неэлектролитах. Жидкости-неэлектролиты - фенол, бензол, спирты, керосин, нефть, бензин, хлороформ, расплавленная сера, жидкий бром, и другие. Такие жидкости не проводят электрический ток. В чистом виде они не содержат примесей и не реагируют с металлами. Но если в них попадают примеси, то металлы в таких жидкостях начинают подвергаться химической коррозии.

Чтобы защитить металлические конструкции от химической коррозии, на поверхность наносят покрытия, которые обеспечат защиту от воздействия коррозионной среды.

Почему ржавеет железо?

Если оставить какой-то железный предмет в сыром и влажном месте на несколько дней, он покроется ржавчиной, как если бы его покрасили красноватой краской.

Что такое ржавчина? Почему она образуется на железных и стальных предметах? Ржавчина - это окись железа. Она образуется в результате «сгорания» железа при соединении с кислородом, растворенным в воде.

Это значит, что при отсутствии в воздухе влаги и воды вообще отсутствует растворенный в воде кислород и ржавчина не образуется.

Если капля дождя попадает на блестящую железную поверхность, она остается прозрачной в течение короткого периода времени. Железо и кислород, находящийся в воде, начинают взаимодействовать и образуют окись, то есть ржавчину, внутри капли. Вода становится красноватой, и ржавчина плавает в воде в виде мелких частиц. Когда капля испарится, остается ржавчина, образуя красноватый слой на поверхности железа.

Если уж ржавчина появилась, она будет расти и в сухом воздухе. Это происходит потому, что пористое пятно ржавчины поглощает влагу, содержащуюся в воздухе, - она притягивает и удерживает ее. Вот почему легче предупредить ржавчину, чем остановить ее, когда она появилась. Проблема предупреждения ржавчины очень важна, так как изделия из железа и стали должны долго храниться. Иногда их покрывают слоем краски или пластмассы. А что бы ты сделал, чтобы предохранить от ржавчины боевые корабли, когда они не используются? Эта проблема решена с помощью поглотителей влажности. Такие механизмы заменяют влажный воздух в отсеках на сухой. Ржавчина в таких условиях появиться не может!

ПЕРВОЕ ИЗ НИХ – МЕТЕОРИТНОЕ, А ВТОРОЕ – АСТЕРОИДНОЕ-ЗЕМНОЕ

Уникальная железная Кутубская колонна в Индии, которая не ржавеет более тысячи лет!!!
В Индии, на территории комплекса Кутб-Минар в Дели находится один из самых загадочных в мире предметов – знаменитая Железная колонна. Ее назывют Кутубской колонной, или колонной Махарсули. Её стоило бы отнести к одному из того, что сейчас принято называть «чудеса света», ибо современная наука сам факт ее существования, иначе как чудом объяснить не может. В том виде, в котором она есть, она просто существовать не может!
На этой колонне имеется санскритское стихотворение, которое говорит о том, что данная колонна поставлена в период правления царя Чандрагупты II из династии Гуптов, царствовавшего между 381 и 414 гг. нашей эры. Хотя это не подтверждает изготовление колонны именно в этот период – не исключено, что сама колонна была изготовлена существенно раньше, а надпись нанесена позднее. На сегодняшний момент Кутубская колонна, пожалуй, один из самых загадочных памятников индийской культуры.
Изначально Железная колонна увенчивалась изображением мифической птицы Гаруды, посвящалась богу Вишну и находилась в другом месте Индии. Позднее мусульманские завоеватели, не понимая толком с чем имеют дело, перенесли ее во двор мечети Кувват уль-Ислам. Скорее всего, именно тогда с колонны исчезла птица Гаруда и куда делась неизвестно.

2)
КУТУБСКАЯ КОЛОННА ИМЕЕТ СЛЕДУЮЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ: ВЫПОЛНЕНА ИЗ ЧИСТОГО ЖЕЛЕЗА, МОНОЛИТНА, ТО ЕСТЬ НЕ ИМЕЕТ НИ ОДНОГО СВАРНОГО ИЛИ ЛЮБОГО ДРУГОГО СОЕДИНИТЕЛЬНОГО ШВА, ВЫСОТА – 7,3 МЕТРА, ВЕС – БОЛЕЕ 6,5 ТОНН; ДИАМЕТР У ОСНОВАНИЯ – 42 СМ., ДИАМЕТР У ВЕРХА – 30 СМ.. НО НЕ ЭТО САМОЕ ИНТЕРЕСНОЕ – В МИРЕ
ЕСТЬ КУДА БОЛЕЕ МАСШТАБНЫЕ РЕЛИГИОЗНЫЕ ИЛИ СИМВОЛИЧЕСКИЕ РЕАЛИЗАЦИИ. ВООБЩЕ, В ТРОПИЧЕСКОМ И ОЧЕНЬ ВЛАЖНОМ КЛИМАТЕ ИНДИИ, ПРЕДМЕТЫ ИЗ ЖЕЛЕЗА РЖАВЕЮТ ОЧЕНЬ БЫСТРО, НО КОРРОЗИЯ ДАННУЮ КОЛОННУ

СОВЕРШЕННО НЕ ЗАТРОНУЛА – ОНА СТОИТ УЖЕ БОЛЕЕ 1500 ЛЕТ (ЧТО ПОДТВЕРЖДАЕТСЯ ДОКУМЕНТАЛЬНО) И НЕ ИМЕЕТ НИ МАЛЕЙШИХ СЛЕДОВ РЖАВЧИНЫ. НИКАКИХ! КАК БУДТО НАХОДИТСЯ ОНА НЕ ВО ВЛАЖНОЙ АТМОСФЕРЕ, А ЗАПАЯНА В БЕЗВОЗДУШНОЙ КОЛБЕ. (ЭНЦИКЛОПЕДИЯ).

ПОЧЕМУ РЖАВЕЕТ ЖЕЛЕЗО?

Если оставить какой-то железный предмет в сыром и влажном месте на несколько дней, он
покроется ржавчиной, как если бы его покрасили красноватой краской.
Что такое ржавчина? Почему она образуется на железных и стальных предметах? Ржавчина - это
окись железа. Она образуется в результате «сгорания» железа при соединении с кислородом,
растворенным в воде.
Это значит, что при отсутствии в воздухе влаги и воды вообще отсутствует растворенный в воде
кислород и ржавчина не образуется.
Если капля дождя попадает на блестящую железную поверхность, она остается прозрачной в
течение короткого периода времени. Железо и кислород, находящийся в воде, начинают
взаимодействовать и образуют окись, то есть ржавчину, внутри капли. Вода становится
красноватой, и ржавчина плавает в воде в виде мелких частиц. Когда капля испарится, остается
ржавчина, образуя красноватый слой на поверхности железа.
Если уж ржавчина появилась, она будет расти и в сухом воздухе. Это происходит потому, что
пористое пятно ржавчины поглощает влагу, содержащуюся в воздухе, - она притягивает и
удерживает ее. Вот почему легче предупредить ржавчину, чем остановить ее, когда она появилась.
Проблема предупреждения ржавчины очень важна, так как изделия из железа и стали должны долго храниться. Иногда их покрывают слоем краски или пластмассы. А что бы ты сделал, чтобы
предохранить от ржавчины боевые корабли, когда они не используются? Эта проблема решена с
помощью поглотителей влажности. Такие механизмы заменяют влажный воздух в отсеках на сухой.
Ржавчина в таких условиях появиться не может! (Энциклопедия).

Известно, что каждое явление природы, в том числе – ржавеет и не ржавеет, как следствие, основаны на причине.

Первопричина колебаний и явлений природы, как единая точка зрения на Вселенную, была обнаружена (в том числе) и на таком опыте: падающий на твёрдые кристаллы свет отражается с рассеиванием. При понижении

3)
температуры кристаллов рассеивание уменьшается до некоторого предела и, вопреки классическим представлениям, сохраняется при дальнейшем охлаждении. В связи с этим учёные пришли к выводу, что в природе
существуют ничем не уничтожимые колебания частиц (первичное движение) с некоторой «нулевой» амплитудой А и энергией равной постоянной Планка: h=6,626 10-34, Дж/Т,
(см. Нулевые колебания, квантовая механика из Википедии–свободной энциклопедии).
Действия ничем неуничтожимых “нулевых” притягивающих и отталкивающих векторов объёмно колеблющихся тел в едином времени,
представляют природную первопричину (диффузия, броуновское движение). А следствием, вторичным, являются результаты их всех
взаимодействий, обладающие (Дао-божественно-генетически-термодинамическим) само организующим строительно-разрушительным ходом: (растянутым во времени) - от рождения „чего-либо“, взросления, старения и распада во всех вселенских масштабах.

Период полураспада квантово-механической системы (частицы, ядра, атома…) – время Т, в течение которого система распадается с вероятностью;. Если рассматривается ансамбль независимых частиц, то в течение одного периода полураспада Т количество выживших частиц уменьшится в среднем в 2 раза. Например, период полураспада:

Калия – 39,1 (19) составляет Т=1,28 106 лет;
урана – 238 (92) Т=4,5 109 лет;
тория – 232 (90) Т=1,41 1010 лет. (Энциклопедия).

Планета Земля предположительно образовалась из астероидного пояса. Астероиды, состоящие из элементов таблицы Менделеева и их сочетаний, в виде платформ, щитов различных наименований и размеров, некогда составлявшие вращающийся между Венерой и Марсом пояс, (при сохранении количества движения), сложились, подобно вееру, в дубль планеты – Землю и Луну. Аналогично из своих астероидных поясов образовались все планеты Солнечной системы. Астероидный пояс между Марсом и Юпитером – это не распавшаяся планета Фаэтон, а будущая. При переходе астероидного пояса в гео – селеновые объекты, – его различных наименований платформы, плиты, щиты и т. д., собираясь в кучу, разбивались и дробились, но между ними оставались пустоты. Действие гравитации и времени вытесняло пустоты. А когда наступил период распада, то температура Земли начала повышаться. Ледяные астероиды (а они могли быть, в том числе, и в центре) – превращались в воду. Гравитация, как основа тектоники, вынуждала более плотным телам опускаться к центру Земли, вытесняя менее плотные объекты и воду, изменяя рельеф местности, создавая перепады по высоте. Несолёная вода (источники) в виде атмосферных

4)
осадков, рек, морей и океанов размывали выступающие на поверхность астероиды (в том числе соли), из которых образовались осадочные месторождения полезных ископаемых, например: железа, марганца, угля…и
солёность воды в океанах. Тогда как не размытые астероиды стали представлять коренные месторождения полезных ископаемых, в том числе нефти и газа. (См. www.oskar-laar.at.ua стр. 22-23).
А теперь остаётся сравнить возрасты нержавеющего метеоритного железа Кутубской колонны с железом земного происхождения.

Пусть (условно) единицей измерения времени каждого периода Тт (рождения-Тт, взросления-Тт, старения-Тт, распада-Тт), будет период полураспада

Тория – 232 (90) Тт = 1,41 1010 лет.

Тогда земное железо будет иметь возраст четыре единицы 4Тт=Тт+Тт+Тт+Тт, а Кутубское железо – всего одну единичку Тт. Ответ лежит на поверхности:

Кутубское метеоритное железо молодое, обладает иммунитетом, поэтому не ржавеет.

А земное железо – старое (распадающееся, изменившее свойства), уже утратило иммунитет, поэтому ржавеет.

Как и полагается первопричина – одна – возраст, а следствия – разные.
В том-же ключе: усталость металла, аппарат не выдержал нагрузки, появилась трещина и так далее.

Возможно учёные-дегустаторы будут учитывать „стаж наработки” и возрастные нагрузки для железа.

Рецензии

"Планета Земля предположительно образовалась из астероидного пояса" - "предположительно!" вот и вся основа этой работы...
Объяснить (притянуть за уши) можно все, что угодно... особенно если есть имя в науке... только будет ли это правдой в последнем (или первом...) значении.
Помнится, Капица не смог объяснить почему чаинки (при размешивании) собираются в центре стакана... вернее объяснил... сложные течения (упал в глазах).
Есть такие ученые - дарвины (с маленькой буквы и с полным презрением)... они умеют предполагать (ржунимагу)... вот главное, таким не стать... лучше сказать: "Мы этого пока не знаем."

И расскажите уж, наконец:
- Что такое огонь?
Потом можно и в дебри лезть.

Опасный враг – ржавчина! Как металл ни крепок ржавчина все равно его одолеет. Послушайте про это одну историю. В стародавние времена один незадачливый король приказал про запас спрятать в сырые подвалы крепости много разнообразного оружия: стальные мечи, ружья, пушки, пушечные ядра. Только порох туда не велел класть, чтобы не отсырел. А с железом, мол, ничего не случится. По счастью, войны долго не было, и пролежало оружие в подвале много лет.

Собрался король на войну и приказал вооружить молодцов-новобранцев. Отпели тяжелые двери, вынесли из подвала боевые мечи – смотрят, а они все ржавые. Начали чистить – мечи сделались тоньше кухонных ножей. Куда такие годятся! Достали ружья – те тоже были ржавыми. Из таких пальнешь – в руках разорвутся. Дошла очередь до пушек. С ядрами. Стали с них ржавчину сдирать. До того дочистили, что ядра величиной с арбуз сделались меньше картофелины. Как такими пушки заряжать? Велики им теперь пушки, не по размеру. Пришлось отменить поход! Подвела сырость, влага.

А эта история приключилась недавно. Шел по льду трактор и угодил в занесенную снегом полынью. Тракториста удалось спасти, трактор же пошел ко дну. Только через год сумели поднять тяжелую машину. Долго очищал от ржавчины, а завести мотор так и не удалось, пока многие его заржавевшие в воде части не заменили новыми.

Где еще ржавеет железо?

Если бы ржавело только в воде! Но металл ржавеет даже в жаркой пустыне. Кругом – сколько ни ищи – капли воды не найдешь. Но в воздухе всегда есть крошечные, совсем не заметные частички влаги. И этой малости достаточно, чтобы металл понемногу стал ржаветь. А в сыром климате он, понятно, разрушается куда быстрее.

Сколько же всего железа уничтожает ржавчина? Ответ готов. За десять лет ржавчина съедает столько металла, сколько его вырабатывают за год все металлургические заводы мира. Оказывается, ржавчина съедает миллионы тонн металла! Вот люди издавна и объявили ей войну! Как вы ? Правильно, надеваете резиновые сапожки и плащи, а еще лучше спрячетесь под крышу. Вот и с металлом поступают также. Машины, станки прячут под навесы, под крыши цехов.

Ржавчина и защита металла от коррозии

Прокладывают газопровод, нефтепровод, водопровод – на трубы надевают непромокаемый плащ – обертывают их просмоленной тканью или бумагой.

А автомобили, ? Они ведь не только для красоты покрашены нарядными, яркими красками. Хоть и тонок слой краски, но от сырости, а значит, и от ржавчины защищает неплохо. Для этого же красят и мосты, и вагоны, и корабли, и крыши…

Но защищать металл может не только краска, железо могут покрывать тонким слоем другого, более стойкого металла – цинка. И крыша сразу становится долговечнее. Консервные банки тоже железные – жестяные. Тут на железо нанесено тонким слоем расплавленное олово.

Много есть и других способов защиты металла от ржавчины, а ученые ищут новые, более надежные.