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La mwggruggine (o, anticamente, mwgwferrugginecite-ref-1[1]cite-ref-2[2]) è un composto spontaneo costituito da vari mwjaossidi di ferro, idrati e carbonati basici di Fe(III), di colore bruno-rossiccio.

La ruggine ha origine dall'mwjgossidazione del ferro: per la sua formazione è necessaria la presenza di mwjwossigeno. La formula chimica della reazione che vede coinvolti Fe e Hmwka2O è la seguente:

mwkw 2 Fe + 3 H 2 O ⟶ ⟶ Fe 2 O 3 + 3 H 2 {\displaystyle {\ce {2Fe + 3H2O -> Fe2O3 + 3H2}}}

• Formazione e composizione

• Corrosione del metallo

• Reazioni chimiche e composizione della ruggine

• Sistemi di prevenzione

• Note

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Il meccanismo di formazione della ruggine coinvolge mwmareazioni chimiche con il mwmqdiossido di carbonio, l'mwmgumidità, l'mwmwossigeno dell'mwnaaria e l'mwnqanidride solforosa ed il processo avviene tanto più rapidamente quanto più la mwngsuperficie è esposta all'mwnwaria, e se la mwoasuperficie è scabra, oppure se il mwoqmanufatto è sottoposto a sforzo meccanico. Varia è la consistenza con cui si presenta la ruggine: pulverulenta, incoerente e friabile o, se di antica data, compatta. I fenomeni di mwogcorrosione che si instaurano sono causa di danni notevoli alle strutture. Il comportamento del mwowferro è, rispetto a questo fenomeno, notevolmente diverso da quello di altri mwpametalli, quali l'mwpqalluminio, il mwpgnichel, il mwpwcromo, lo mwqastagno, che si mwqqpassivano, cioè si ricoprono di uno strato di mwqgossido protettivo. Dato che si formano principalmente ossidi di Fe(III), che – a differenza di quelli del Fe(II) – si sfaldano e non aderiscono alla superficie, lo strato di ruggine si sgretola scoprendo la parte sottostante composta da Fe(0), che è esposto continuamente al processo fino a quando non è consumatocite-ref-3[3].

Vi sono diverse forme di ruggine, alla quale corrispondono diverse reazioni e prodotti finali.

La reazione principale è una mwsgredox dove l'ossigeno si riduce ed il ferro si ossida:

mwtq O 2 + 4 e − − + 2 H 2 O ⟶ ⟶ 4 OH − − {\displaystyle {\ce {O2 + 4e- + 2H2O -> 4OH-}}}

A causa della formazione di anioni mwtwossidrili questo processo è largamente influenzato dalla presenza di acidi o basi. Gli elettroni per la riduzione dell'ossigeno sono forniti dal ferro:

mwug Fe ⟶ ⟶ Fe 3 + + 3 e − − {\displaystyle {\ce {Fe -> Fe^3+ + 3e-}}}

La complessità delle varie reazioni in gioco poi si esplica con la formazione di numerose reazioni correlate, ad esempio:

mwvg 2 Fe + O 2 + 2 H 2 O ⟶ ⟶ 2 Fe ( OH ) 2 {\displaystyle {\ce {2Fe + O2 + 2H2O -> 2Fe(OH)2}}}

mwwa 4 Fe + 3 O 2 + 6 H 2 O ⟶ ⟶ 4 Fe ( OH ) 3 {\displaystyle {\ce {4Fe + 3O2 + 6H2O -> 4Fe(OH)3}}}

mwwg 4 Fe + 3 O 2 + xH 2 O ⟶ ⟶ 2 Fe 2 O 3 ⋅ ⋅ xH 2 O {\displaystyle {\ce {4Fe + 3O2 + xH2O -> 2Fe2O3* xH2O}}}

Anche la presenza di mwxaanidride solforosa e mwxqanidride carbonica può avere un ruolo in queste reazioni, ad esempio:

mwya 2 Fe ( HCO 3 ) 2 + O 2 ↽ ↽ − − − − ⇀ ⇀ 2 FeO ( OH ) + 8 CO 2 + 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {2Fe(HCO3)2 + O2 <=> 2FeO(OH) + 8CO2 + 2H2O}}}

La composizione della ruggine è quindi molto variabile a seconda dei materiali e delle condizioni di ossidazione (pH, ossigeno, acqua, anidride carbonica).

Se l'ossigeno è abbondante quasi tutto il Fe(II) si ossiderà a Fe(III). Se invece è in difetto il Fe(II) in forma di mwywFeO e dei suoi idrati sarà più abbondante (ma sempre minoritario).

La presenza (o meno) di acqua ha un effetto anche sulle seguenti reazioni di equilibrio:

mwzw Fe ( OH ) 2 ↽ ↽ − − − − ⇀ ⇀ FeO + H 2 O {\displaystyle {\ce {Fe(OH)2 <=> FeO + H2O}}}

mwaq Fe ( OH ) 3 ↽ ↽ − − − − ⇀ ⇀ FeO ( OH ) + H 2 O {\displaystyle {\ce {Fe(OH)3 <=> FeO(OH) + H2O}}}

mwaw 2 FeO ( OH ) ↽ ↽ − − − − ⇀ ⇀ Fe 2 O 3 + H 2 O {\displaystyle {\ce {2 FeO(OH) <=> Fe2O3 + H2O}}}

Di fatto la composizione della ruggine può contenere, in ordine di importanza:

• mwbwFe2O3 (oltre il 30-40%, anche fino al 97%)

• Fe(OH)mwcw3, FeO(OH), Femwda3Omwdq4, FeO, Fe(OH)mwdg2

• Femwea3+ e Femweq2+ ionici e tracce di altri metalli e derivati.

Il più efficace e comune sistema per difendere mwfaferro, mwfqacciaio e mwfgghisa dalla mwfwcorrosione da ruggine è la mwgazincatura, procedimento che permette di ricoprire il materiale di uno strato di zinco. Può essere effettuata a caldo (in un bagno di zinco fuso), zincatura a spruzzo che deposita rivestimenti di zinco fino a 500 um (norma EN ISO 2063.2005), elettroliticamente (mediante deposizione catodica) oppure a freddo (trattamenti analoghi ad una verniciatura con formulazioni a base di zinco). Un sistema analogo è la cromatura, ossia il rivestimento con cromo.

Un altro comune sistema per evitare la formazione di ruggine è l'utilizzo di mwggvernice protettiva e, in particolare, vernici formulate con il mwgwminio che è un ossido di piombo (tossico). Tuttavia una volta che si innescano fenomeni di corrosione al di sotto dello strato di vernice questi aggrediscono irreversibilmente il materiale, sfogliando la vernice.

Un modo più raffinato è quello della mwhqprotezione catodica, utilizzata soprattutto per i mwhgtubi interrati e per i depositi sotterranei di mwhwcarburante: il metodo consiste nel collegare la struttura con un mwiametallo, in particolare mwiqmagnesio, che si ossida preferenzialmente.

Esiste tuttavia la possibilità di fermare l'espansione della ruggine già formata trattando la medesima con un convertitore di ruggine mwjachimico il quale, reagendo con il supporto ferroso, forma un mwjqfilm protettivo di mwjgcolore nero il quale impedisce ulteriori formazioni di ruggine.

Esistono anche in mwkacommercio mwkqvernici colorate contenenti convertitori di ruggine da stendere a mwkwpennello o in mwlabomboletta spray le quali permettono di eseguire una verniciatura ed una protezione del mwlqmetallo arrugginito in una sola passata, permettendo quindi di risparmiare tempo.

cite-note-11. ↑ Dizionario Treccani, mwnamwnqferruggine

cite-note-22. ↑ Dizionario Hoepli, mwoqmwogFerruggine

cite-note-33. ↑ mwpg(mwpwmwqaEN) Holleman, A. F. e Wiberg, E., mwqqInorganic Chemistry, San Diego, Academic Press, 2001, mwqgISBNmwqw 0-12-352651-5.

• mwsaCorrosione

• mwsgStampa a ruggine

Altri progetti

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• Wikizionario contiene il lemma di dizionario «ruggine»

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file sulla ruggine

• citereftreccani-itRuggine, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.

• citerefenciclopedia-italianaRUGGINE, in Enciclopedia Italiana, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 1936.

• citerefvocabolario-treccaniRùggine, su Vocabolario Treccani, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.

• citerefsapere-itrùggine, su sapere.it, De Agostini.

• citerefcyclop-dia-of-biblical-theological-and-ecclesiastical-literature(EN) Ruggine, in Cyclopædia of Biblical, Theological, and Ecclesiastical Literature, Harper.