Как ускорить процесс ржавления металла

Обновлено: 19.05.2024

Нужно именно не замедлить, а ускорить.
Пишут, что можно такого достичь со специальными кислотами.
Но какими? И есть ли еще способы?

При повышении температуры на 10 градусов химические процессы ускоряются в 2 раза, если при этом нет фазовых переходов.
А еще, процесс ржавления можно выполнить за несколько секунд, если (например) поджечь железо в чисто кислородной атмосфере. Будет гореть как дрова. В школе, вообще-то, должны проходить.

Вообще-то спрашивали про РЖАВЛЕНИЕ.
При чём тут ГОРЕНИЕ?
Процессы разные.
Состав окислов при горении заметно отличается от ржавчины.

Да ну. прям любые . а вот ортофосфорная кислота слышал про такую, ещё называют преобразователь ржавчины.
Да и помимо неё еще полно кисло и щелочей которые не только не окисляют но и восстанавливают!

Если есть под рукой реактивы, то можно поместить предмет у которого вы хотите ускорить процесс ржавления в жидкий раствор фтора

Любые кислоты и любые щелочи при контакте с металлами выделяют кислород и вызывают коррозию. Можно обойтись и просто водой, т. к. она тоже содержит кислород как в собственном составе, так и в растворенном виде. Грубо говоря, вода поровну имеет свойства кислоты и щелочи. Кроме того, всем известно, что любые химические реакции ускоряются с ростом температуры, так что ГОРЯЧЕЕ железо окисляется в десятки и сотни раз быстрее. Ты даже можешь вообще не использовать никаких реактивов, а просто разогреть железо - оно будет окисляться кислородом прямо из воздуха. Процесс ускоряется в сотни раз, ты можешь за минуту получить ржавчину, которая в обычных условиях набирается за месяц. Можешь купить в аптеке кислородную подушку для терапии астматиков и эпилептиков, и обдувать разогретое железо этим кислородом - тогда оно ржавеет прямо на глазах, за считанные секунды. Можешь посыпать деталь обычной марганцовкой перед нагреванием. Она при нагревании тоже много кислорода выделяет.

Кислоты при взаимодействии с металлом выделяют водород. А щелочи - смотря какие и смотря с каким металлом. Типичная реакция - алюминий с гидроксидом натрия, также выделяется водород.
К тому же, в том и другом случае речь идет об образовании солей, а в вопросе требовался оксид.

Вам нужно ускорить ржавление (образование гидроксида железа (III)) или растворение железа? Кислоты ускоряют второй процесс.

Ржавление ускоряется следующими факторами:
1. Высокая влажность
2. Высокая температура
3. Наличие в контакте с железом других металлов, более электроположительных по отношению к железу (например, меди; причем если облить железо раствором сульфата меди из-за более развитой поверхности осевшей меди скорость еще возрастает)
4. Развитая поверхность контакта железа с влагой
5. Наличие электролитов (например, поваренной соли)

Ржавчина - это окислы железа.
Значит:
- кислота нужна именно ОКИСЛЯЮЩАЯЯ.
или
- достаточный приток КИСЛОРОДА.

Я поместил бы железяку к раствор соли щелочного металла и кислородсодержащей кислоты, продувал бы кислород, и на эту железку посадил потенциал выше потенциала пассивации.
А рядом угольный противоэлектрод - катод.
Получится катодная "антизащита"
;))

Про подогрев уже сказали.

Самое главное - никаких опасных реактивов.

Прокисшие дрожжи (пластилинообразные, в пачках в магазине) +влага+тепло+(!)воздухонепроницаемость (герметичная изоляция).
Механизм такой: грибки (дрожжи) дохнут→на их месте возникают серозные грибки (некрофаги, анаэробы), которые обильно выделяют сероводород (сернистые вещества-соединения). →Именно это и дает прирост в ржавчине.

Форум химиков

Помогите, пожалуйста!
Надо срочно, за 1 день, заржавить большое количество железа, часть с окалиной, часть без.
Какие химикаты для этого нужны и в каких средствах бытовой химии они содержатся?
Заранее благодарна за помощь,
Илона

Это цельное железо, черное (не трансмиссия), прошедшее тепловую обработку при 900 С и затем частично очищенное от окалины механическим способом

Что бы не выглядило загадочно - рассекречиваю = это 19 метров кованых лестничных перил, которые должны быть заржавлены, потом покрыты лаком и в четверг установлены.
Прошлый раз мы использовали жидкость для мытья туалетов - ржавело прямо на глазах.
В этот раз купили 5 разных видов - ни один не берет.
Помогите, химики!

Кошмар какой. То есть что же: это чисто в художественных целях делается?
Ну.
нужна кислая жидкость, а они (которые для мытья) обычно щелочные, хотя не всегда. прошлый раз, видно, повезло.
ну, э.
любую кислоту возьмите.
да с солью обычной.

любая кислота не пойдет - ржавчина состоит из смеси оксида железа Fe2O3 и метагидроксида железа FeO(OH) . Ржавчину проще всего снять обработкой разбавленным водным раствором соляной или серной кислоты, содержащим ингибитор кислотной коррозии уротропин. А мне надо не снять, а нанести ржавчину

А если взять готовую "ржавчину", разболтать в бесцветном лаке и покрасить. Типа краска под ржавчину

ilona, химикам не надо рассказывать, что есть ржавчина и как ее смывать

(Мойша, они нам будут рассказывать, из чего состоит ржавчина!)
Я не очень хорошо представляю, как выглядит Ваше железо (слова словами, да ведь лучше один раз увидеть), но общая идея такая. Голенькое железо ржавеет в воде на раз, а с солью - ещё быстрее. А чёрное, окисленное - то так и будет лежать чёрным. Я и думаю: может слегка химически ободрать его кислотой (не фосфорной, не много, и не с ингибитором), чтобы потом оно художественно порыжело.

К сожалению, голое железо в соленой воде должно лежать несколько дней для достижения нужного эффекта.
А насчет состава ржавчины - не надо обижаться - вон на химик.ру мне хлорид железа предложили, а он зеленого цвета и растворяется в воде.

amik писал(а): А если взять готовую "ржавчину", разболтать в бесцветном лаке и покрасить. Типа краска под ржавчину

Этот метод, к сожалению, только для подкраски годится - выглядит как крашеное, а не как натуральная ржа

Добавка в солёную воду медного купороса может ещё ускорить процесс. (Медяшка сядет и заработает гальванической парой.)

А можа плюс на него подать?

з.ы. о, синхронно о електричестве вспомнили. но купорос - рыжая полумера

ilona писал(а): К сожалению, голое железо в соленой воде должно лежать несколько дней для достижения нужного эффекта.
А насчет состава ржавчины - не надо обижаться - вон на химик.ру мне хлорид железа предложили, а он зеленого цвета и растворяется в воде.

А что тут плохого? Во первых, под словом хлорид железа химик обычно вспоминает коричневую водянистую массу FeCl3*xH2O. Да, оно растворяется в воде, но является хорошим окислителем, окисляя даже медь. И кисленькое оно. Нанести в виде конц. раствора, высушить и через несколько часов прогреть паяльной лампой. Солянка улетит (противогаз, если в доме!) и останется, в общем, бурая ржавчина.

Я бы предложил обмотать ваши перила, смоченной в растворе соли тканью, перила поключить к автомобильному уккумулятору на "+", а ткань на "-" По крайней мере так иногда номера на двигателях кородируют до неузнаваемого состояния
Но тут трудности будут с площадью поверхности окисления, высыханием воды с тряпки и вообще работоспособности такой электрической цепи. Если бы погружением в ванну это делать, то пройдёт на ура, а как себя тряпочка поведёт, я не знаю.

растворы роданидов, да еще при нагревании корродируют железо достаточно быстро Можно также использовать щелочные растворы окислителей

Настоящее определяется прошлым, а будущее настоящим.

В теории различия между теорией и практикой нет, но на практике они есть.

А насчет состава ржавчины - не надо обижаться - вон на химик.ру мне хлорид железа предложили, а он зеленого цвета и растворяется в воде.

Не тот хлорид вы взяли (судя по цвету раствора - FeCl2*6H2O). Хлорное железо FeCl3*xH2O - очень мощный окислитель. Миллиметр нержавейки улетает за пару часов. Сложнее вовремя остановится.

Вообще - окалина очень неплохо противостоит коррозии, так что если надо заржавить железную деталь - то окалину сперва надо стравить кислотой. Лет 12 назад я делал так: поверхность мазал раствором соляной кислоты (примерно 10-15%, точность не важна) затем, минут через 10 - 15 раствором соды. При этом на поверхности образуется густая зелёная грязь. Её надо аккуратно высушить - и толстый слой художественной ржавчины гарантирован. Далее аккуратно промыть водой (смыть избыток соли и соды) и снова высушить.

Здесь уже правильно советовали, обмажете перила соляной кислотой, слегка разведенной, а можно и концентрированной и все. Ржавление должно быть достаточно интенсивное. Ионы хлора одни из самых мощных катализаторов коррозии. FeCl3 которое образуется при растворении железа солянкой и последующем окислении, будет только увеличивать коррозию, но в конце концов и само, за счет гидролиза во влажном воздухе разложится на на что-нибудь типа FeOOH, т.е. ржавчину. Времени только маловато.

Вот вот. Ионы хлора.
Жидкости для унитазов бывают двух основных видов:
1. Для дезинфекции. С хлоркой. Типа "Доместаса".
2. Для удаления ржавчины и известкового налета. С фосфорной и другими кислотами. Типа "Силита".

Ржавые металлические пластинки для проверки антикоррозионных материалов когда-то делали с помощью солянки. Теперь пользуемся другим методом, но он длительный, около 7 суток.

я думал металл надо разрушить
с детства пользовался таким средством - электролиз в конц. растворе поваренной соли. металл разрушается прямо на глазах, а поскольку в электролите образуется NaOH то ионы металлов тут же ловят ОН-группу и оседают в осадок, очень удобно для выделения веществ. Потом можно залить осадок кислотой и получить любую соль.
Разрушал железо, медь, никель, олово.
Если просто засунуть металл в кислоту то скажем с никелем и оловом можно ждать до посинения, медь реагирует только с азоткой и т.д.

Активаторы процесса коррозии и ускорение разрушения металлов

Химическую коррозию ускоряет повышение концентрации агрессивных (способных химически взаимодействовать с металлами) веществ.

Интенсивность электрохимической коррозии в основном зависит от природы контактирующих металлов, от концентрации и вида электролита. Скорость электрохимической коррозии тем выше, чем больше разность потенциалов между находящимися в контакте металлами. Например, железо (Е° _Fe_/_Fe₂₊ = -0,44 В) при контакте с медью (Е°_Cu_/_Cu₂₊ = +0,34 В) будет

разрушаться быстрее, чем при контакте с оловом (E°_Sn_/_Sn 2+ = -0,14 В).

Процессы окисления на аноде и восстановления на катоде взаимосвязаны. При ускорении или торможении катодного процесса будет также повышаться или снижаться и скорость коррозии. Так, повышение концентрации ионов Н + или молекул кислорода 0₂ в электролите увеличивает скорость катодной реакции, а следовательно, ускоряет электрохимическую коррозию металла.

Процессы электрохимической коррозии также сильно ускоряются в присутствии ионов С1 - (растворённые соли - хлориды:NaCl, СаС1₂ и др.).

Химическое взаимодействие металлов с различными веществами в дополнение к электрохимической коррозии всегда увеличивает общую скорость разрушения металлов. В большинстве случаев такими активными веществами по отношению к металлам являются кислоты. Кислоты, в которых окислителем является ион Н + , реагируют с металлами, имеющими отрицательные значения потенциалов, с образованием солей и выделением газа - водорода Н₂.

Например, если цинковое изделие подвергается воздействию раствора соляной кислоты НС1, то наряду с обычной реакцией растворения цинка в кислоте:

Zn° -2ё →Zn 2+

происходят также электрохимические процессы в гальванических элементах разного рода, образующихся на поверхности металла:

Анод:Zn° -2ё →Zn 2+

Катод:2H + +2ё→ H₂°↑(в кислой среде)

Общая скорость разрушения металла будет складываться из скоростей химического и электрохимического процессов.

Щёлочи в водных растворах химически не взаимодействуют с большинством металлов, однако некоторые амфотерные металлы (алюминий, цинк, бериллий, олово, свинец) разрушаются водными растворами щелочей, например:

Рассмотрим, какие процессы происходят при контакте цинкового изделия с водным раствором щёлочи, например, NaOH.

Так же как и в предыдущем примере, цинк вступает в химическую реакцию, и при этом, окисляясь, разрушается:

Электрохимическая коррозия цинка в среде электролита в данном случае описывается уравнениями:

Анод: Zn°-2e → Zn 2+

Катод: О₂ +2Н₂О + 4 ё →4(ОН) - (в отсутствие кислоты)

Присутствующие в щелочном растворе ионы ОН - замедляют катодную реакцию, а, следовательно, анодный процесс окисления цинка также будет подавляться.

Таким образом, в щелочной среде коррозия амфотерных металлов происходит практически полностью за счёт химического взаимодействия.

Химическое взаимодействие металла с растворами солей также может ускорять процесс коррозии за счёт образования дополнительных микрогальванических элементов. Известно, что металл может восстанавливать ионы металлов, имеющих более высокие значения потенциалов, из водных растворов солей. Например, при добавлении в электролит, находящийся в контакте с цинком, раствора медной соли происходит восстановление меди (Е_Zn°Cu °):

Медь осаждается на поверхности цинка в виде мелких кристаллов -образуется множество микрогальванических пар цинк-медь. Сразу начинается дополнительная электрохимическая коррозия цинка по схемам:

Анод: Zn│Zn° -2ё →Zn 2+

Катод: Сu│2H + +2ё→ H₂°↑(в кислой среде)

Катод: Сu│О₂ +2Н₂О + 4 ё → 4(ОН) - (в отсутствие кислоты)

Как заржавить металл

wikiHow работает по принципу вики, а это значит, что многие наши статьи написаны несколькими авторами. При создании этой статьи над ее редактированием и улучшением работали, в том числе анонимно, 12 человек(а).

Если вы проводите научный эксперимент, используете проржавевший металл для произведения искусства или просто хотите попробовать заржавить что-либо, то, используя правильный раствор, это очень просто сделать. В этой статье вам на выбор представлены различные методы.

Убедитесь, что металл, с которым вы работаете, ржавеет. Ржавеют только металлы, содержащие железо, а некоторые сплавы железа ржавеют медленно или вовсе не ржавеют. Нержавеющую сталь, сплав железа и хрома очень трудно заржавить. Чугун или кованое железо ржавеют лучше.

Налейте немного хлористоводородной кислоты в пластиковую бутылку. Раствор хлороводородной кислоты в низких концентрациях широкодоступен в хозяйственных магазинах и обычно называется соляной кислотой. Осторожно налейте около 60 мл кислоты в прочный пластиковый флакон. При этом необходимо использовать резиновые перчатки и защитные очки. [1] X Источник информации

Когда вы погрузили медь в кислоту, не закрывайте бутылку плотно. Газы, выделяемые в ходе химической реакции, создают давление внутри бутылки. Кроме того, убедитесь, что четко обозначили бутылку и храните ее в недоступном для детей и домашних животных месте.
Также можно использовать медные монеты. Убедитесь, что монета содержит медь в достаточном количестве. Например, монеты США, выпущенные после 1982 года, содержат только 2,5 процента меди. Однако пенни, сделанные до 1982 года, состоят из меди на 95 процентов.

Разведите раствор кислоты и меди с водой. После того, как немного меди растворилось в кислоте, используя защитные перчатки, осторожно удалите медь из раствора. Когда вы достали медь из раствора, можете ее выбросить. Разведите кислоту с водой в соотношении примерно 1 часть кислоты к 50 частям воды. Если вы использовали 60 мл соляной кислоты, вы должны разбавить ее с 3,8 л воды. [2] X Источник информации

Тщательно очистите сталь или железо. Раствор кислоты и меди лучше работает, если металл будет очень чистым. Существуют доступные на рынке продукты, предназначенные для очистки метала от окалины или коррозии, однако, как правило, вполне достаточно вымыть металл водой с мылом.

Нанесите раствор кислоты. Нанесите тонкий слой раствора на поверхность металла и дайте ему высохнуть на воздухе. Кислоту можно наносить распылителем или кистью для краски, однако она быстро разъест любые металлические части распылителя. Используйте защитные перчатки и защитные очки при применении раствора кислоты и работайте в хорошо проветриваемом помещении, предпочтительно на открытом воздухе.

Дайте металлу заржаветь. В течение часа вы должны увидеть на металле заметную ржавчину. Не нужно вытирать или смывать раствор кислоты, он выветрится естественным путем. Если вы хотите получить более толстый слой ржавчины, нанесите раствор кислоты еще один раз.

Как предотвратить коррозию металла

Количество источников, использованных в этой статье: 17. Вы найдете их список внизу страницы.

Коррозия является процессом, при котором металл теряет свои свойства при соприкосновении с различными окислителями в окружающей среде. Коррозия принимает различные формы и может иметь много первопричин. Одним из распространенных примеров этого является процесс образования ржавчины, в ходе которого в присутствии влаги образуются оксиды железа. Коррозия является серьезной проблемой для строителей зданий, катеров, самолетов, автомобилей и большинства других металлических конструкций. Например, когда металл используется как часть конструкции моста, структурная целостность этого металла, которая может быть снижена коррозией, имеет решающее значение для безопасности людей, пользующихся этим мостом. См. Шаг 1 ниже, чтобы понять, как защитить металлы от коррозии.

Учитывая то, как много различных типов металлов используется в настоящее время, строители и производители должны защищать его от различных видов коррозии. Каждый металл имеет свои уникальные электрохимические свойства, которые определяют, каким типам коррозии (если таковые имеются) подвержен металл. В таблице ниже представлена подборка металлов и типов коррозии, которой они могут подвергнуться.

Обратите внимание, что колонка "Гальваническая активность" относится к относительной химической активности металла, как описано в ряде гальванических таблиц в справочниках. [7] X Источник информации Главное, что здесь нужно понимать: «чем выше гальваническая активность выхода металла, тем быстрее будет проходить гальваническая коррозия при соединении с менее активным металлом».

В метро или при погружении катодная защита также является хорошим выбором. [9] X Источник информации

Любой метод защиты, который предотвращает поток ионов между металлами, может потенциально остановить электрохимическую коррозию. Если защитить металл защитным покрытием, это может помочь предотвратить воздействие электролитов из окружающей среды от создания электрического проводника между двумя металлами, а электрохимические процессы защиты, такие как гальванизация и анодирование, также будут хорошо работать. Кроме того, можно помешать электрохимической коррозии изолируя области металлов, которые вступают в контакт друг с другом.
Также, от гальванической коррозии может защитить использование катодной защиты или расходуемого анода. См. ниже для получения дополнительной информации.

Контакт с окружающей средой с высоким содержанием хлоридов (как, например, с соленой водой), как известно, ускоряет процесс точечной коррозии.

Щелевая коррозия вызывает особые проблемы, при работе с такими металлами, как алюминий, который имеет защитный, пассивный внешний слой, а механизм щелевой коррозии может способствовать пробиванию этого слоя. [11] X Источник информации

Предотвращение SCC отчасти является вопросом дизайна. Например, выбрав SCC устойчивый материал для окружающей среды, в которой он будет работать, и проверив его на устойчивость, можно предотвратить SCC. Кроме того, процесс отжига металла может устранить остаточное напряжение от его изготовления.
SCC, как известно, усугубляется высокими температурами и наличием жидкости, содержащей растворенные хлориды. [13] X Источник информации

Тем не менее, краска сама по себе подвержена деградации. Необходимо наносить новый слой краски, когда появляются сколы, изношенности или повреждения. Если краска разлагается до такой степени, что металл становится открытым, обязательно проверьте его на наличие коррозии или повреждений.
Есть множество методов нанесения краски на металлические поверхности. Слесари часто используют некоторые из этих методов в сочетании, чтобы гарантировать, что весь металлический объект будет тщательно покрыт. Ниже приводится выборка из методов с комментариями:
- Кисть подходит для труднодоступных мест.
- Ролик используется для покрытия больших площадей. Дешевый и удобный способ покрытия.
- Спрей используется для покрытия больших площадей. Быстрый способ, но менее эффективен, чем ролик (высок процент потери краски).
- Безвоздушное/электростатическое безвоздушное распыление используется для покрытия больших площадей. Быстрый способ позволяет наносить краску разными уровнями толщины. Менее расточительный, чем обычный спрей. Оборудование стоит дорого.
Используйте морскую краску для металла, который контактирует с водой. Металлическим объектам, которые регулярно (или постоянно) вступают в контакт с водой, таким как лодки, необходимы специальные краски для защиты от повышенной возможности получения коррозии. В таких ситуациях, "нормальная" коррозия в виде ржавчины не единственная проблема (хотя является одной из основных), а морская живность (ракушки и т.д.), которая может нарастать на незащищенном металле, может стать дополнительным источником износа и коррозии. Для защиты металлических предметов, таких как лодки и так далее, не забудьте использовать полноценную морскую эпоксидную краску. Этот тип краски защищает основной металл от влаги, а также препятствует росту морской живности на ее поверхности.
- Поскольку смазочные материалы не высыхают так, как краски, они со временем ухудшаются и иногда требуют повторного применения. Смазывайте повторно металлически детали, чтобы они остались в зоне действия герметиков.
- Грязь, пыль и другой мусор мешают краске, смазочным материалам сохранять краску или смазку от присоединения непосредственно к поверхности металла. Например, если вы закрасите стальной лист с какими-то частицами металлической стружки на поверхности, краска ляжет на стружку, оставляя пробелы на основной металлической поверхности. Если эта стружка отпадет, место станет уязвимым для коррозии.
- Если вы покрываете краской или смазкой металлическую поверхность с некоторыми элементами уже существующей коррозии, вы должны сделать поверхность ровной и гладкой, чтобы обеспечить наилучшее сцепление герметика с металлом. Используйте проволочную щетку, наждачную бумагу и/или химический выводитель ржавчины, чтобы удалить как можно больше существующей коррозии, насколько это возможно.
- Кроме того, что вы должны следить за воздействием влаги, не забудьте хранить металлические предметы в чистом, сухом месте. Для больших предметов, которые не вписываются в шкаф, можно использовать покрытие брезентом или тканью. Это поможет удержать влагу из воздуха и предотвратит накопление пыли на поверхности.
Сохраняйте металлические поверхности как можно более чистыми. После каждого использования металлической детали, окрашеной или нет, необходимо очищать функциональные поверхности, удаляя грязь или пыль. Накопление грязи и мусора на поверхности металла может внести вклад в износ и образовать отверстия в металле и/или на его защитном покрытии, что со временем приведет к коррозии.

Читайте также: