Laboration Korrosion
Hej,
Jag har tre behållare:
Bägare 1: Triklorisocyanursyra, Cl3(CNO)3. Vatten, H2O.
Bägare 2: salt, NaCl. Vatten, H2O.
Bägare 3: endast Vatten, H2O.
I var behållare ligger en bit järn (förzinkad) och en avklippt järnvajer (galvaniserad).
Problemet uppstod när jag skall skriva oxidation/reduktion samt redoxreaktioner för var reaktion.
Det här är vad jag än så länge har skrivit i hypotesen.
När järn oxiderar ger den ifrån sig elektroner och bildar järnjoner enligt följande formel:
𝐹𝑒 (𝑠) → 𝐹𝑒2+ + (𝑎𝑞) + 2𝑒−
När zink oxiderar ger den ifrån sig elektroner och bildar järnjoner enligt följande formel:
𝑍𝑛 (𝑠) → 𝑍𝑛2+ (𝑎𝑞) + 2𝑒−
Vilka reaktioner sker i var bägare och hur påverkar detta korrosions hastigheten?
Var sker anod och katodreaktionen någonstans?
Hur hindrar galvaniseringen från korrosion?
Det finns ett kapitel i boken angående reaktioner mellan metaller och syror, men endast med syror som innehåller väte. Hur gör jag med Triklorisocyanursyra, Cl3(CNO)3?
Nu vet jag ju att triklorisocyanursyran får metallerna att rosta snabbast. Då jag redan utfört experimentet.
Tacksam för svar.
Vad fick du för resultat?
Hej,
Jag har enbart fått fram det visuella resultatet. Vilket är att metallerna började korrodera snabbast i bägaren med triklorisocyanursyra samt vatten. Uppföljt av bägaren med saltlösning. Endast kanterna där vajern klippts, där järnet kom i direkt kontakt med vattnet. Rostade i bägaren med endast vatten.
Problemet är just hur jag ska komma vidare med hypotesen/ slutsatsen.
I boken finns ett exempel på redoxreaktionen mellan zink och saltsyra:
oxidation: 𝑍𝑛 (𝑠) 𝑍𝑛2+ (𝑎𝑞) + 2𝑒−
Reduktion: 2H+(aq) + 2e- → H2(g)
Redoxreaktion: Zn(s) + 2H+(aq) → H2(g) + Zn2+(aq)
Här oxideras zinkatomerna till zinkjoner och vätejonerna reduceras till vätgas. Det står även förklarat i boken hur reaktionen mellan magnesium och syre bildar magnesiumoxid. Vilket jag utgick ifrån när jag började skriva hypotesen. Var i formlerna ska det framgå att metallen reagerar med saltet/triklorisocyanursyran? Vad är det som gör att metallerna rostar snabbare när i kontakt med dessa ämnen?
Tack på förhand.
Det är syrgas löst i vatten som gör att metallerna rostar:
O2(aq) + 2H2O(l) + 4e- --> 4OH-(aq)
Som du ser så bildas det negativa joner när syrgas reduceras, samtidigt som det bildas positiva joner när metallerna oxideras. Det betyder att man bygger upp en laddningsskillnad mellan platserna för reduktion och oxidation som bromsar korrosionen. Du kan tänka att syrgasen vill bilda fler hydroxidjoner, men lokalt där reaktionen sker är koncentrationen av dessa så hög och det finns så mycket minusladdning att det motverkar fortsatt reduktion. Motsvarande princip för metalljonerna med positiv laddning.
För att korrosionen ska kunna fortlöpa måste jonerna diffundera (dvs röra sig) bort från reaktionsytorna ut till resten av vätskan så att laddningsskillnaderna försvinner. Det är där saltet hjälper till, för då kan natriumjoner röra sig mot platsen för reduktionen och minska den negativa laddningen, samtidigt som de negativa kloridjonerna rör sig bort mot platsen där oxidationen sker. Man behöver alltså inte vänta på att jonerna som bildas ska diffundera ut i lösningen för att korrosionen ska kunna fortsätta.
Just kloridjoner är särskilt bra på att underlätta korrosion eftersom de kan bilda komplex med metalljoner. Det är särskilt tydligt med vissa metaller, t.ex. aluminium. Det är ganska svårt att lösa upp i vanlig syra eftersom det har en skyddande hinna av aluminiumoxid, men om man blandar i lite kloridjoner så kommer dessa att förhindra att denna oxidhinna uppstår.
Det är svårare att svara på vad triklorisocyanursyra har för funktion. Har ni inte fått något material där det står vad det har för egenskaper?
Hej,
Jag utförde experimentet på distans och valde själv vilka ämnen som skulle ingå i laborationen. Då (för tre månader sedan) tänkte jag att det skulle vara intressant att se hur triklorisocyanursyra, som jag har hemma i form av veckoklor skulle reagera med metallerna. Min fråga är hur redoxreaktionsformeln ser ut där Cl3(CNO)3 får zink/järn att korrodera. Vad är det som reduceras?
__
Är det denna redoxreaktion som sker mellan den förzinkade järnet? ( i de andra bägarna)
2 Zn(s) + O2(g) → ZnO(s)
Är det järnet som reagerar när en galvaniserad bit järn korroderar? Skulle dess reaktion se ut såhär då?
2 Fe(s) + O2(g) → FeO(s)
Tack än en gång.
Din första reaktion med zink är totalreaktionen som sker när den metallen korroderar. Problemet (eller det finurliga) är att zinkoxid bildar en väldigt tät hinna på zinkytan som skyddar den underliggande metallen. Den kommer inte i kontakt med syrgasen längre så korrosionen stannar upp. Därför är zink ganska beständigt mot korrosion även fast det är en oädel metall.
När järn korroderar så är totalreaktionen snarare något i stil med:
4Fe(s) + 2H2O(l) + 3O2(aq) --> 4FeOOH(s)
Järns korrosionsprocess är ganska komplicerad eftersom det bildas flera olika sorters föreningar. Utöver FeOOH bildas även föreningar som Fe2O3, Fe3O4, Fe(OH)2 osv i olika stor grad beroende på saker som pH-värde och hur oxiderande miljön är. Om man har sulfatjoner, kloridjoner m.fl. i lösningen så kan även dessa vara med och bilda korrosionsprodukter. Det rödbruna materialet man kallar "rost" är inte ett rent ämne utan en blandning av alla dessa föreningar.
Min fråga är hur redoxreaktionsformeln ser ut där Cl3(CNO)3 får zink/järn att korrodera. Vad är det som reduceras?
Svårt att svara på, du borde ha valt ett enklare ämne :)
Man måste läsa på mer om ämnets egenskaper och studera dess strukturformel för att se hur det påverkar det hela. Googla fram det! Är ämnet oxiderande? Eftersom det är kloratomer som binder till kväveatomer kan man förvänta sig det. Eftersom kväve är mer elektronegativt än klor så borde klor ha +I i oxidationstal vilket gör det oxiderande. Klor vill helst ha -I i oxidationstal. Det gör vattenlösningen av detta ämne mer oxiderande än om man bara hade haft syrgas i den.
