Transcription de la vidéo
Dans lequel des environnements suivants une tôle d’acier rouillera-t-elle le plus rapidement ? (A) un désert, (B) un lit de la rivière, (C) une forêt tropicale, (D) un fond océanique ou (E) un sol gelé
Afin de pouvoir répondre à cette question, nous devons comprendre ce qu’est la rouille et dans quelles conditions elle se forme. Chimiquement parlant, la rouille est de l’oxyde de fer(III) hydraté, de formule chimique Fe2O3⋅𝑛H2O. Le 𝑛 indique que le nombre de molécules d’eau dans le composé peut varier. La formation de rouille est une réaction chimique qui se déroule en plusieurs étapes. La formation de la rouille débute lorsque le fer métallique se dissout dans l’eau pour former un ion fer deux plus et deux électrons. Il s’agit ici d'une oxydation puisque le fer perd des électrons. Cela signifie que quelque chose d'autre doit être réduit. Dans ce cas-ci, l'élément chimique qui est réduit est l’oxygène.
Par conséquent, au cours de l’étape suivante, l’oxygène gazeux réagit avec les ions hydrogène, qui sont également dissous dans l’eau, ainsi qu'avec les électrons libérés par le fer. Cela forme de l’eau. Les ions hydrogène et les molécules d’oxygène dissoutes dans l’eau oxydent les ions fer deux plus en ions fer trois plus tout en formant de l’eau. Ces ions fer trois plus réagissent avec l’eau pour générer de l'hydroxyde de fer et des ions hydrogène dans l'étape finale. La rouille se forme lorsque l’hydroxyde de fer se transforme lentement en oxyde de fer(III) hydraté.
En résumé, le fer se dissout dans l’eau pour former des ions fer deux plus qui sont ensuite oxydés en ions fer trois plus. Les ions hydrogène sont absorbés et de l’eau est produite. Les ions fer trois plus se combinent ensuite avec de l’eau pour former de l’hydroxyde de fer(III), ce qui produit alors de l’oxyde de fer(III) hydraté.
Comme tu peux le constater, la formation de la rouille nécessite trois composants : le fer, l’eau et l’oxygène. L’oxygène peut être fourni par l’atmosphère ou dissous dans l’eau. Il y a ainsi formation de rouille quand le fer est exposé à l’eau et à l’oxygène, et ce, même sous l'eau.
Revenons maintenant à nos choix de réponse. Nous pouvons déjà éliminer le choix de réponse (A) un désert, car il y a peu ou pas d’eau dans le désert. Les autres choix de réponse ont tous une chose en commun, de l’eau, sous différentes formes et en quantités variées, et de l’oxygène à des concentrations variables.
Le seul choix de réponse qui contient autre chose est le fond océanique. L’océan est composé d’eau salée. Par conséquent, l’eau de l’océan contient de l’oxygène dissout ainsi que du chlorure de sodium, du sel. En examinant à nouveau la réaction chimique en tenant compte de la présence de NaCl, nous pouvons nous rappeler que le fer subit une réaction d’oxydoréduction. Cela implique le transfert d’électrons. Les ions sodium et chlorure présents dans l’eau salée en font une solution d'électrolytes plus efficace que l’eau douce et qui permet de transférer plus facilement des électrons. La rouille se formera donc plus rapidement.
Nous pouvons maintenant répondre à la question à la lumière de ces informations. L'environnement dans lequel une tôle d’acier rouillera le plus rapidement est (D), le fond océanique.
