Ruostuminen

Puhkiruostunut esine

Ruostuminen kemiallisesti.

Ruostumisella tarkoitetaan raudan, käytännössä useimmiten teräksen, korroosiota. Ruoste on ainetta, joka muodostuu rauta-atomien hapettuessa veden ja hapen vaikutuksesta. Se on seos rautaoksideja ja hydroksideja. Ruostuminen on siis hidasta palamista, kuten lahoaminen.

Ruosteen muodostuminen

Rautaa löytyy luonnossa hematiitista rautaoksidina ja puhdas rauta pyrkii palautumaan samaan muotoon. Ruosteen muodostuminen voidaan jakaa kolmeen osaan: rauta(II)-ionien muodostumiseen, hydroksidi-ionien muodostumiseen ja niiden molempien sekä hapen reaktioon, jossa ruoste muodostuu.

Teräksen ja veden välillä tapahtuu sähkökemiallinen prosessi, jossa rauta-atomit hapettuvat rauta(II)-ioneiksi:

Fe → Fe²⁺ + 2e⁻

Luovutetut elektronit kulkevat vesipisaroiden reunoilla, joihin on liuennut paljon happea. Ne pelkistävät veden ja hapen hydroksidi-ioneiksi:

4e⁻ + O₂ + 2H₂O → 4OH⁻

Hydroksidi-ionit reagoivat rauta(II)-ioneiden ja veteen liuenneen hapen kanssa kanssa muodostaen rautaoksidia:

Fe²⁺ + 2OH⁻ → Fe(OH)₂

4Fe(OH)₂ + O₂ → 2(Fe₂O₃ · H₂O) + 2H₂O

Näin ollen ruoste on lopulta hydratoitunutta rauta(III)-oksidia. Se on vesi- ja ilmahuokoista, joten muodostunut ruostekerros ei suojaa koko rautakappaletta, joka muuttuu ajan myötä kokonaan ruosteeksi.

Korroosio tapahtuu nopeammin merivedessä kuin makeassa vedessä Na⁺- ja Cl^--ionien takia, jotka saavat liuoksen johtamaan paremmin sähköä. Myös hapot edesauttavat ruostumista.

Ruostumisen ehkäiseminen

Katodinen suojaus estää ruosteen muodostumisen käsittelemällä kappaletta sähkökemiallisin menetelmin. Galvanoimalla kappale päällystetään ohuella kerroksella jotain muuta metallia, jolla on pienempi sähkökemiallinen potentiaali kuin raudalla. Päällystämiseen käytetään yleensä sinkkiä, joka joko kuumasinkitetään tai galvanoidaan sähkön avulla.

Sinistyksellä voidaan ehkäistä pienempien teräksisien esineiden, kuten aseiden, ruostumista. Sinistettyä terästä tulee kuitenkin huoltaa vettä hylkivällä rasvalla pinnoitteen kulumisen estämiseksi.

Ruosteenestoon sopii myös muu metallin ympäristöstä eristävä aine, kuten maali. Betonia käytetään suojaamaan terästä happamuudelta. Jos korroosiota betonista huolimatta tapahtuu, saattaa muodostunut ruoste aiheuttaa rakenteelle ongelmia.

Ennen vanhaan ruoste poistettiin rautaesineistä etikan avulla: joko liottamalla tai etikkakääreillä.

Autojen ruostuminen

Auton ruostumisen ehkäisemiseksi auto täytyy pestä ja vahata säännöllisin väliajoin. Auton pohjasta kannattaa poistaa lika, joka saattaa sitoa kosteutta. Pesun jälkeen auringonpaisteessa auto on hyvä kuivata huolellisesti, etteivät pisarat polta maalipintaa polttolasin lailla ja jätä jälkiä kuivuessaan. Talvisin, jolloin tiesuola edesauttaa autojen korroosiota, auton peseminen on tärkeämpää kuin kesällä.^lähde?

Auton säilyttäminen talvisin avokatoksessa aiheuttaa vähemmän korroosiota kuin sen säilyttäminen lämpimässä tallissa, jos autolla ajetaan päivittäin. Tämä johtuu siitä, että ajettaessa ulkona jäähtynyt auto sisälle talliin, kylmän auton pintoihin tiivistyy vesipisaroita, jotka kiihdyttävät korrodoitumista (ruostumista). Lisäksi lämmin talli kiihdyttää reaktiota entisestään.^lähde?

Sisämaassa käytettyjen autojen metalliosat ovat usein paremmassa kunnossa kuin rannikoilla käytettyjen autojen. Tämä johtuu rannikoiden kosteammasta ja suolapitoisemmasta ilmasta.^lähde?

Ruostumiselta suojaa parhaiten auton ruosteenestokäsittely.

Nykyään yhä suurempi osan auton rakenteista valmistetaan galvanoidusta teräksestä, joka on vähemmän korroosioaltista.^lähde?