Eisen rostet in Wasser aufgrund einer chemischen Reaktion, bei der das Eisen mit dem darin enthaltenen Sauerstoff reagiert. Der Rostvorgang kann durch die folgenden Redoxsysteme erklärt werden:
1. Fe --> Fe²⁺ + 2e⁻ (E° = -0,44 V)
2. 4 OH⁻ --> O2 + 2 H2O (E° = +0,40 V)
3. Fe²⁺ --> Fe³⁺ + e⁻ (E° = +0,75 V)
Zu Beginn des Rostvorgangs wird das Eisen oxidiert und bildet dabei Fe²⁺-Ionen, während das Wasser und der darin gelöste Sauerstoff reduziert werden. Die Fe²⁺-Ionen können anschließend zu Fe³⁺-Ionen weiter oxidiert werden. Es entstehen dabei verschiedene Verbindungen die Rost genannt werden.
Die Reaktionsgleichungen lauten:
1. Fe --> Fe²⁺ + 2e⁻
2. O2 + 2 H2O + 4e⁻ --> 4 OH⁻
3. Fe²⁺ --> Fe³⁺ + e⁻
4. Fe³⁺ + 3 OH⁻ --> Fe(OH)3
Das entstehende Eisenhydroxid (Fe(OH)3) spaltet Wasser ab und bildet zusammen mit anderen Anionen komplexe wasserhaltige Oxide oder basische Salze.
Der Rostvorgang wird durch das Vorhandensein von Sauerstoff und Feuchtigkeit begünstigt. Wasser enthält Sauerstoff der mit dem Eisen reagiert und zur Oxidation führt. Die Anwesenheit von Feuchtigkeit ist wichtig da die Reaktion in trockener Umgebung langsamer verläuft.
Zusätzlich kann ebenfalls die 🌡️ beitragen da höhere Temperaturen die Reaktion beschleunigen. Dies erklärt ´ warum Eisen schneller rostet ` wenn es in warmem Wasser oder in einer feuchten Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit aufbewahrt wird.
Es ist wichtig anzumerken, dass Rost ein komplexes Gemisch aus Verbindungen ist und zusätzlich zu Eisenoxid auch andere Substanzen wie Eisen(III)-oxid-hydroxid (FeO(OH)) enthalten kann.
Insgesamt kann gesagt werden » dass Eisen in Wasser rostet « weil es mit dem darin enthaltenen Sauerstoff reagiert und dabei Eisenoxid und andere Verbindungen bildet. Die Reaktion wird durch Feuchtigkeit und Temperatur begünstigt.
Warum rostet Eisen in Wasser?
Was sind die chemischen Prozesse, die dazu führen, dass Eisen in Wasser rostet?