Un chiodo, se esposto agli elementi per un periodo di tempo prolungato, subisce alcuni cambiamenti familiari. La lucentezza argentea di un nuovo chiodo lascia il posto a macchie bruno-rossastre, che poi si diffondono fino a coprire l'intera unghia. Il contorno nitido si ammorbidisce, si copre in modo approssimativo e si consuma con minuscole buche. Alla fine, la ruggine raggiunge il centro, fino a quando non si può rompere l'unghia tra le dita. Infine, l'unghia si sbriciola completamente, lasciando solo una macchia polverosa. La causa di tutto questo è una reazione chimica tra il ferro dell'unghia e l'ossigeno disciolto nell'acqua che incontra.

Reazione chimica

La formazione della ruggine dipende da due reazioni chimiche. Il primo è noto come dissoluzione anodica, che avviene quando il ferro nell'unghia è esposto all'acqua. L'acqua reagisce con il ferro rubando due elettroni dal ferro, lasciandolo carico positivamente. Qualsiasi ossigeno disciolto nell'acqua interagisce quindi con il ferro caricato positivamente in una seconda reazione chimica, legandosi con esso per creare ossido di ferro. L'ossido ferroso è la sostanza rossastra più comunemente indicata come ruggine.

Cause della ruggine

Poiché una delle reazioni chimiche che causano ruggine richiede la presenza di acqua e la seconda reazione richiede ossigeno, ruggine può formarsi solo quando sia l'acqua che l'ossigeno possono raggiungere le molecole di ferro nell'unghia. Sfortunatamente, sia l'acqua che l'ossigeno sono prontamente disponibili nell'atmosfera, quindi anche le unghie non protette in un ambiente desertico soccomberanno alla ruggine, sebbene il ferro esposto ad alta umidità o all'acqua di mare si arrugginisca molto più rapidamente. L'acciaio arrugginisce come il ferro perché è una lega composta principalmente di ferro.

Ridimensionamento

Il ridimensionamento è l'ossido ferroso che rimane attaccato all'unghia. Poiché l'ossido di ferro è una molecola più voluminosa del ferro originale, occupa più spazio, il che distorce la forma dell'unghia in quanto si arrugginisce. Ciò spiega anche il fatto che quando un'intera canna di chiodi arrugginisce, si fondono insieme in una massa coesiva. L'ossido ferroso da un chiodo si lega con l'ossido ferroso dei suoi vicini, saldandoli insieme. Il ridimensionamento è il motivo per cui le cerniere arrugginite si attaccano e squittiscono e le catene arrugginite scricciano.

Corrosione

La corrosione è l'aspetto più distruttivo della ruggine. Poiché l'ossido ferroso è meno durevole del ferro originale, si distacca facilmente e si scaglia via. Peggio ancora, a differenza degli ossidi di rame, l'ossido di ferro non fornisce alcun tipo di patina protettiva. Un chiodo arrugginito può arrugginire fino all'anima senza il rivestimento esterno di ruggine che fornisce protezione. Quando troppo del ferro originale è stato convertito in ossido ferroso fragile, perderà l'integrità strutturale e si sbriciolerà in polvere. Dato abbastanza tempo, acqua e ossigeno, anche grossi pezzi di macchinari in ferro letteralmente arrugginiranno nel nulla.