Inhoud
Een nagel ondergaat gedurende een langere tijd blootgesteld aan de elementen enkele bekende veranderingen. De zilverachtige glans van een nieuwe nagel maakt plaats voor roodbruine vlekken, die zich vervolgens verspreiden om de hele nagel te bedekken. De scherpe omtrek verzacht, bedekt met grove schaal en wordt weggegeten met kleine kuiltjes. Uiteindelijk bereikt de roest de kern, totdat je de nagel tussen je vingers kunt breken. Ten slotte verkruimelt de nagel volledig en laat alleen een poederachtige vlek achter. De oorzaak van dit alles is een chemische reactie tussen het ijzer in de nagel en zuurstof opgelost in het water dat het tegenkomt.
Chemische reactie
De vorming van roest hangt af van twee chemische reacties. De eerste staat bekend als anodische oplossing, die plaatsvindt wanneer het ijzer in de nagel wordt blootgesteld aan water. Het water reageert met het ijzer door twee elektronen van het ijzer te stelen, waardoor het positief geladen blijft. Alle in het water opgeloste zuurstof reageert vervolgens in een tweede chemische reactie met het positief geladen ijzer en bindt zich daarmee om ijzeroxide te vormen. IJzeroxide is de roodachtige stof die meestal roest wordt genoemd.
Oorzaken van roest
Omdat een van de chemische reacties die roest veroorzaken de aanwezigheid van water vereist en de tweede reactie zuurstof vereist, kan roest zich alleen vormen wanneer zowel water als zuurstof de ijzermoleculen in de nagel kunnen bereiken. Helaas zijn zowel water als zuurstof direct beschikbaar in de atmosfeer, dus zelfs onbeschermde nagels in een woestijnomgeving zullen bezwijken aan roest, hoewel ijzer dat wordt blootgesteld aan hoge vochtigheid of zeewater veel sneller zal roesten. Staal roest evenals ijzer omdat het een legering is die hoofdzakelijk uit ijzer bestaat.
scaling
Aanslag is het ijzeroxide dat aan de nagel blijft zitten. Omdat het ijzeroxide een omvangrijker molecuul is dan het oorspronkelijke ijzer, neemt het meer ruimte in beslag, wat de vorm van de nagel vervormt tijdens het roesten. Dit verklaart ook het feit dat wanneer een heel vat spijkers roest, ze samensmelten tot een samenhangende massa. Het ijzeroxide van een nagel hecht zich aan het ijzeroxide van zijn buren en lassen ze aan elkaar. Schalen veroorzaakt roestige scharnieren en piepen en roestige kettingen kraken.
corrosie
Corrosie is het meest destructieve aspect van roest. Omdat het ijzeroxide minder duurzaam is dan het originele ijzer, put het gemakkelijk uit en schilfert het weg. Erger nog, in tegenstelling tot koperoxiden, biedt ijzeroxide geen enkele vorm van beschermend patina. Een roestige nagel kan tot in de kern roesten zonder dat de buitenste laag van roest enige bescherming biedt. Wanneer te veel van het oorspronkelijke ijzer is omgezet in fragiel ijzeroxide, zal het structurele integriteit verliezen en afbrokkelen tot stof. Bij voldoende tijd, water en zuurstof zullen zelfs grote stukken ijzeren machines letterlijk tot niets wegroesten.