Innhold
Rust på en spiker er resultatet av en kjemisk reaksjon som avhenger av flere faktorer. Disse faktorene er direkte relatert til neglens natur og det omkringliggende miljøet. En porøs, ubelagt jernspiker i et surt og varmt medium med mange ioner for å samhandle med overflaten, er situasjonen der den vil ruste raskere.
Betydning
Negler er noen av de forskjellige metallgjenstandene som er utsatt for rust. Også kjent som korrosjon, forårsaker det kjemisk skade på metallgjenstander og kan føre til tap av strukturell integritet og svikt. Feil kan skade kjøretøy, boliger, broer og en rekke forbruksvarer. Den kjemiske reaksjonen av rust er oksidasjon (tap av elektroner) av jern.
Rustens kjemi
Jernoksidasjon begynner med tap av elektroner som involverer jern i løsningen. Disse elektronene produserer hydroksidioner i nærvær av vann og oksygen. Avhengig av oksygenivået, vil det oksyderte jernet ha en positiv ladning på +3 (høye oksygenivåer) eller +2 (lavt oksygen). Disse ionene er ustabile og vil fortsette å reagere med vann og oksygen for å produsere jernoksid (Fe2O3), ofte kjent som rust.
Ioner
Dannelsen og reaksjonene til ionene er av største betydning for å øke hastigheten på rust. Dannelsen av jernioner kan økes ved sure forhold og tilstedeværelsen av andre ioner (elektrolytter). I sure løsninger er det flere hydrogenioner (H +), disse ionene fjerner elektroner fra jernet, så økningen i surhet vil øke produksjonen av jernioner og dermed dannelsen av rust. Tilsetning av salter til vann genererer også ioner som kan fjerne elektroner fra jernet, noe som gir lignende resultater.
Temperatur
Temperatur er et mål på bevegelse. På atom- og molekylært nivå tillater økningen i temperatur en økning i interaksjonshastigheten. Dette kan føre til en økning i reaksjonshastigheten. Å øke temperaturen på rustdannelsesreaksjonen øker den molekylære mobiliteten til vann, hydrogen og hydroksid, noe som kan øke produksjonen av ioner og dannelsen av rust.
Struktur
Neglens struktur er en annen faktor i dannelsen av rust. Dette skyldes forskjellen i overflatearealet som er utsatt for vann og ionene som er tilstede i det. Dette er viktig fordi 10 negler med samme grunnleggende design (på en skala fra 1/10 av størrelsen), vil ruste raskere enn en enkelt spiker av samme masse. Derfor, til tross for at de forskjellige neglene har samme masse, vil deres utsatte overflateareal direkte modifisere hastigheten for rustdannelse.
Forebygging
Den første forsvarslinjen mot rust er å skape en barriere mellom neglen og fuktigheten i luften. Dette kan omfatte et belegg av olje, maling eller galvanisering. Jernbelegg består av sinkbelegg som skaper en fysisk og kjemisk barriere mot dannelse av rust. I tillegg vil reversering av forholdene for dannelse av rust forhindre det - alkaliske løsninger og lave temperaturer.
