Roest (metaal)
Van Wikipedia
Roest is het materiaal dat ontstaat aan de oppervlakte van metalen, meer in het bijzonder van ijzer, als gevolg van oxidatie, het reageren met zuurstof, wat kan worden versneld door de aanwezigheid van water. Het is een mengeling van ijzeroxide en hydroxylgroepen. Roesten is een veelgebruikte term voor een vorm van corrosie, meestal corrosie van staal.
IJzer wordt in natuurlijke staat gevonden in het erts hematiet als ijzeroxide, en metaalvormig ijzer heeft de neiging naar deze staat terug te keren wanneer het blootgesteld wordt aan lucht en water. Deze corrosie is te wijten aan de oxidatiereactie die plaatsvindt wanneer ijzermetaal terugkeert naar een energetische voorkeurstoestand. Hierbij komt energie vrij. Het roestproces kan voorgesteld worden in drie basisstappen:
- de vorming van ijzer(II)-ionen uit het metaal
- de vorming van hydroxylgroep-ionen
- hun reactie samen, met de toevoeging van zuurstof
Wanneer staal in contact komt met water begint er een elektrochemisch proces. Aan het oppervlak wordt het ijzer geoxideerd tot ijzer(II):
- Fe → Fe2+ + 2e-
De elektronen die vrijkomen verplaatsen zich naar de uiteinden van de waterdruppel, waar er meer opgeloste zuurstof voorhanden is. Ze reduceren de zuurstof en het water tot hydroxylgroep-ionen:
- 4e- + O2 + 2H2O → 4OH-
De hydroxide ionen reageren met de ijzer(II)-ionen en nog meer opgeloste zuurstof om ijzeroxide te vormen. Deze hydratatie is veranderlijk, maar de meest algemene vormen zijn:
- Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2
- 4Fe(OH)2 + O2 → 2(Fe2O3.xH2O) + 2H2O
Roest is dus gehydrateerd ijzer(III)-oxide. Corrosie gaat sneller in zeewater door de hogere concentratie aan natriumchloride-ionen, waardoor de oplossing beter geleidt. Roesten kan ook versneld worden door zuren, en vertraagd door basen.
Gehydrateerd ijzeroxide is doorlaatbaar voor lucht en water, waardoor het metaal ook blijft verderroesten eens er een roestlaag bestaat. Uiteindelijk wordt de hele ijzermassa omgezet in roest.
[bewerk] Bescherming tegen roest
Er zijn verschillende methodes om corrosie af te remmen.
- Kathodische bescherming is een elektrochemische methode.
- Galvanisatie bestaat uit het aanbrengen van een laag van een ander metaal, zoals zink.
- Coating kan het metaal isoleren van de omgeving. Beton kan bijvoorbeeld het staal beschermen tegen corrosie.
Corrosie van aluminium is verschillend van corrosie van staal of ijzer, omdat de aluminiumoxide aan het oppervlak van het metaal een beschermende laag vormt, en verdere corrosie verhindert.
