Di Rosann KozlowskiAggiornato 30 agosto 2022
La finitura brillante di un'unghia fresca può gradualmente sbiadire in macchie bruno-rossastre se esposta agli elementi. Questo cambiamento visibile segna l'inizio della ruggine, una trasformazione chimica guidata dall'acqua e dall'ossigeno.
La corrosione inizia quando l'acqua nell'ambiente, spesso mescolata con anidride carbonica, forma un acido debole chiamato acido carbonico. Quando questa soluzione acida entra in contatto con il ferro, hanno luogo due reazioni chiave:
Questo processo può essere riassunto in una semplice equazione di parole:
Ferro + acqua + ossigeno → ossido di ferro (ruggine)
A livello molecolare, la formazione della ruggine segue la reazione:
4Fe(s) + 3O2 (g) + 6H2 O(l) → 4Fe(OH)3 (s)
L'idrossido di ferro (III), Fe(OH)3 , è poroso e può reagire ulteriormente con l'ossigeno per formare un idrato più cristallino, Fe2 O3 ·xH2 O. La "x" indica che il contenuto di acqua è variabile.
La ruggine si comporta come una batteria naturale. La superficie metallica funge da anodo dove gli atomi di ferro perdono elettroni, mentre un'area vicina funge da catodo dove gli elettroni vengono consumati. L'acqua, come elettrolita, trasporta gli ioni per mantenere il flusso di elettroni.
Tutta la corrosione è fondamentalmente una reazione di ossidoriduzione (redox):gli elettroni lasciano il metallo e viaggiano verso accettori come ossigeno o idrogeno.
La suddivisione del processo in semireazioni chiarisce il movimento degli elettroni:
Quando gli ioni idrossido si accumulano, si combinano con gli ioni ferro per formare idrossido di ferro (II), che precipita:
2Fe 2+ (aq) + 4OH - (aq) → 2Fe(OH)2 (s)
Poiché l’acqua e l’ossigeno sono onnipresenti, anche l’acciaio inossidabile, una lega ricca di ferro, prima o poi arrugginirà se non viene controllato. La superficie del metallo diventa squamosa, poi si fora e l’ossido di ferro più voluminoso si espande, distorcendo la forma dell’unghia. Questa deformazione può causare l'attaccamento e il cigolio delle cerniere. Con il passare del tempo, la ruggine può raggiungere il nucleo, rendendo il metallo abbastanza fragile da rompersi con un semplice pizzicotto.
Sebbene il sale disciolto nell'acqua non sia una causa diretta, accelera la corrosione aumentando la conduttività elettrica.
Comprendere questi passaggi aiuta a selezionare i rivestimenti protettivi, la corretta conservazione e le pratiche di manutenzione per prolungare la durata dei componenti metallici.
