Sådan skrives den afbalancerede kemiske reaktion til rustning af jern

Rust er en kendsgerning om livet på Jorden såvel som mindst en anden planet i solsystemet: Mars. Den rødlige farvning af denne planet skyldes stort set tilstedeværelsen af jernoxid eller rust på dens overflade. Rust er resultatet af kombinationen af jern med ilt i en proces kaldet oxidation, og tilstedeværelsen af rust på Mars antyder, at der måske har været mere molekylært ilt på planeten i fortiden, skønt kuldioxid, som er den vigtigste komponent i Mars 'den nuværende atmosfære, kan også levere ilt. Udover gasformigt ilt har dannelsen af rust brug for vand, fordi det er en totrinsproces. Det er en indikation af, at vand måske har været rigeligt på Mars for længe siden.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Rustdannelsen kræver jern, vand og ilt. Selvom det er en kompleks proces, er den kemiske ligning simpelthen 4Fe + 3O _{2 + 6H 2O → 4Fe (OH) 3.
Det første trin: Oxidation af fast jern}

Det er almindeligt kendt, at rust opstår, når du efterlader vand på et metalredskab, eller du lader det udsættes for fugtig luft. Det skyldes, at det første trin i rustningsprocessen involverer opløsning af fast jern til opløsning. Formlen herfor er:

Fe (r) → Fe ^{2+ (aq) + 2e -}

Elektronerne produceret ved denne reaktion kombineres med brintioner i vand såvel som med opløst ilt til produktion af vand:

4e ^{- + 4H + (aq) + O _{2 (aq) → 2H 2O (l)}}

Disse to reaktioner producerer vand og jern (II) -ioner, men ikke rust. For at det skal dannes, skal der ske en ny reaktion.
Det andet trin: Dannelse af hydreret jernoxid (Rust)

Forbruget af brintioner, der opstår, når jern opløses, efterlader en overvægt af hydroxid (OH < sup> -) ioner i vandet. Jern (II) -ionerne reagerer med dem og danner grøn rust:

Fe ^{2+ (aq) + 2OH - (aq) → Fe (OH) _{2 (s)}}

Det er ikke slutningen på historien. Jern (II) -ionerne kombineres også med brint og ilt i vandet for at producere jern (III) -ioner:

4Fe ^{2+ (aq) + 4H + (aq) + O < sub> 2 (aq) → 4Fe 3+ (aq) + 2H _{2O (l)}}

Disse jernioner er ansvarlige for dannelsen af den rødlige aflejring, der gradvis spiser huller i autokroppe og metal tagdækning over hele verden. De kombineres med de ekstra hydroxidioner til dannelse af jern (III) hydroxid:

Fe ^{3+ (aq) + 3OH - (aq) → Fe (OH) ₃}

Denne forbindelse dehydrerer til at blive Fe _{2O 3.H 2O, som er den kemiske formel for rust.
Writing the Balanced Equation -}

Hvis du interesseret i at skrive en afbalanceret ligning for hele processen, behøver du kun at kende de indledende reaktanter og reaktionens produkter. Reaktanterne er jern (Fe), ilt (O <2) og vand (H <2), og produktet er jern (III) hydroxid Fe (OH) 3, så Fe + O _{2 + H 2O → Fe (OH) 3. I en afbalanceret ligning skal det samme antal ilt, brint og jernatomer vises på begge sider af ligningen. Balance antallet af hydrogenatomer ved at multiplicere antallet af vandmolekyler med 6 og antallet af hydroxidmolekyler med 4. Du skal derefter multiplicere antallet af O molekyler med 3 og antallet af Fe-ioner med 4. resultatet er:}

4Fe + 3O _{2 + 6H 2O → 4Fe (OH) 3}