Laboration om rost, konstigt resultat
Hej,
jag har utfört en laboration om korrosion, som fick ett ganska märkligt resultat. Det jag gjorde var att jag tog fyra likadana spikar (100% järn) och la dem i olika bägare som jag fyllde med ungefär 1dl kranvatten. Sedan tillsatte jag olika ämnen till tre av dem. En bägare var endast kranvatten, en med ca 4% salt, en med en matsked citronsaft (svagt sur) och en med 2 ml bakpulver (svagt basisk). Resultatet blev att spiken i endast vanligt kranvatten rostade mest, följt av den salta lösningen och spikarna i resterande lösningar rostade inte alls.
Mitt kranvatten är hårt och innehåller mycket kalciumkarbonat (CaCO3). Något jag reagerade på var även att spiken i lösning med citronsaft hade mycket bubblor på sig, och spiken i lösning med bakpulver hade lite bubblor. Alla spikarna har legat i vattenlösning i två dygn, och varit helt täckta av lösningen (inte haft kontakt med luft).
Har sökt en hel del online, men kan inte hitta något vettigt svar. Citronsyran borde påskynda korrosionen med tanke på att det finns H+ joner? Min gissning är att det är kalken i vattnet som påverkar lösningarna på något sätt, men kan inte komma på hur.
Tack på förhand för svar.
Skrev fel, det var rent bikarbonat, inte bakpulver i laborationen.
Antar att det blir mindre syre i vattenlösningarna när man blandar i de andra ämnena, och att det därför inte kan bildas lika mycket järnoxid. Funderar på om antioxidanterna som finns i citronsaften kan ha en påverkan på oxidationen och mängden syre i lösningen? Funderar även på hur syret, som är opolärt, kan påverkas av joner och polära molekyler i lösningen. Kan det vara så att syret försvinner ut i övriga luften snabbare på grund av att det "stöts" iväg?
Är dock fortfarande förvånad över hur spiken i vattenlösningen med bordssalt kunde rosta mindre jämfört med den i endast kranvatten. Sen har jag även svårt att förstå hur spiken i den basiska lösningen (med bikarbonat) inte rostade alls. Eftersom basisk lösning leder ström och syret i vattnet borde fungera som oxidationsmedel, som i det vanliga kranvattnet. Avlägsnas syret i vattnet av bikarbonat?
Jag håller med om att det är lite konstigt att spiken som utsattes för saltlösning inte rostade snabbare än den som bara utsattes för rent vatten. Hur mätte du hur pass mycket spikarna har rostat? Enbart genom att titta på dem ("okulärbesiktning")? I så fall blir ju bedömningen subjektiv ifall det var svårt att avgöra vilken av dem som hade rostat mest, men det är såklart en annan sak ifall det var en stor skillnad mellan dem.
Vad gäller lösningen med citronsyra så handlar det om att det sker en annan reaktion, nämligen att vätejonerna reduceras till vätgas (därav bubblorna) medan järn oxideras till järn(II)-joner. Dessa förblir i lösning så länge den är sur, därför kan du inte se att det bildas någon rost. Om du däremot vägde spiken skulle du se att den har minskat i vikt. Om du analyserade lösningen skulle du se att den innehåller järn(II)-joner.
Som du har varit inne på så krävs det i de övriga exemplen både syrgas och vätejoner för att järnet ska rosta. Det är troligen där bikarbonat kommer in i bilden, för det höjer lösningens pH och sänker därmed halten av vätejoner. Det gör att järnet inte rostar lika lätt.
Teraeagle skrev:Jag håller med om att det är lite konstigt att spiken som utsattes för saltlösning inte rostade snabbare än den som bara utsattes för rent vatten. Hur mätte du hur pass mycket spikarna har rostat? Enbart genom att titta på dem ("okulärbesiktning")? I så fall blir ju bedömningen subjektiv ifall det var svårt att avgöra vilken av dem som hade rostat mest, men det är såklart en annan sak ifall det var en stor skillnad mellan dem.
Vad gäller lösningen med citronsyra så handlar det om att det sker en annan reaktion, nämligen att vätejonerna reduceras till vätgas (därav bubblorna) medan järn oxideras till järn(II)-joner. Dessa förblir i lösning så länge den är sur, därför kan du inte se att det bildas någon rost. Om du däremot vägde spiken skulle du se att den har minskat i vikt. Om du analyserade lösningen skulle du se att den innehåller järn(II)-joner.
Som du har varit inne på så krävs det i de övriga exemplen både syrgas och vätejoner för att järnet ska rosta. Det är troligen där bikarbonat kommer in i bilden, för det höjer lösningens pH och sänker därmed halten av vätejoner. Det gör att järnet inte rostar lika lätt.
Tack för svar!
Kan tyvärr bara bedöma hur mycket spikarna har rostat med hjälp av synen, men det är ganska tydligt att spiken i vanligt kranvatten har rostat mer.
Funderar på om det kan bero på att vattenmolekylerna sluter sig runt saltjonerna, och bildar större sammanhållningar i vattenlösningen när saltkristallerna löser sig. Kan det göra att syret försvinner lättare ur lösningen, liksom vatten rinner igenom grus lättare än sand?
Vad är det som hindrar järn(II)-joner från att bli järn(III) joner i den sura lösningen? Tänker att det borde bli tvärt om på grund av att H+ joner är ett bra oxidationsmedel?
Borde det inte rosta lite i den basiska lösningen? Basiska lösningar har ju bra ledningsförmåga, och syret i vattenlösningen borde väl fungera som oxidationsmedel?
Krävs det att det finns vätejoner? Trodde bara det behövdes ett oxidationsmedel. Det låter märkligt med tanke på att det rostar ordentligt i mitt kranvatten, som teoretiskt borde vara svagt basiskt på grund av att det innehåller mycket kalk.
Kom på att saltet innehåller lite jod och klumpförebyggande medel (Kaliumaluminiumsilikat). Kan det påverka rostningen i lösningen med salt?
