نسخة الفيديو النصية
ما الغاز، الموجود في الهواء، اللازم لحدوث صدأ الحديد؟
للإجابة عن هذا السؤال، يجب أن نفهم ماهية الصدأ والظروف التي تؤدي إلى تكونه. كيميائيًّا، الصدأ عبارة عن أكسيد حديد ثلاثي مماه، وصيغته الكيميائية Fe2O3·𝑛H2O. يشير الرمز 𝑛 إلى احتمالية اختلاف عدد جزيئات الماء في كل وحدة كيميائية من أكسيد الحديد الثلاثي المماه. تعرف العملية الكيميائية لتحويل الحديد إلى أكسيد الحديد الثلاثي المماه بالصدأ. ويتضمن الصدأ عدة تفاعلات كيميائية.
يبدأ الصدأ بإذابة فلز الحديد في الماء، وهو ما ينتج عنه أيونات اثنين موجب وإلكترونان. وبما أن الحديد يفقد إلكتروناته لتكوين الأيون اثنين موجب، فإن هذه عملية أكسدة. عندما يتأكسد نوع ما، لا بد أن يختزل نوع آخر. والنوع الذي يتعرض للاختزال أثناء الصدأ هو الأكسجين الموجود في الهواء. يتحد غاز الأكسجين مع أيونات الهيدروجين الذائبة في الماء، وكذلك مع الإلكترونات الناتجة عن أكسدة الحديد لإنتاج الماء. وبالإضافة إلى تفاعلها لتكوين الماء، تتسبب أيونات الهيدروجين والأكسجين في أكسدة أيونات الحديد اثنين موجب إلى أيونات الحديد ثلاثة موجب. يمكن بعد ذلك أن تتفاعل أيونات الحديد ثلاثة موجب مع الماء لتكوين هيدروكسيد الحديد الثلاثي. ينتزع الماء بعد ذلك من هذا النوع لتكوين أكسيد الحديد الثلاثي المماه، وهو ما يمكننا تسميته بالصدأ.
يمكن أن يساعدنا هذا المخطط في الاطلاع على العمليات المتضمنة في عملية الصدأ، ولكنه لا يظهر تفاعلات موزونة مكتملة. يمكن وصف عملية الصدأ الكلية بالمعادلة الآتية: يتفاعل أربعة Fe زائد ثلاثة O2 زائد 2𝑛H2O لإنتاج اثنين Fe2O3·2𝑛H2O. ويمكننا ملاحظة أن تكون الصدأ يتطلب وجود ثلاث مواد: الحديد، والماء، والأكسجين. وعليه، فإن الغاز الموجود في الهواء، اللازم لحدوث الصدأ هو الأكسجين.
