Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:36 • sest 21:19 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 16:44 • Sest 05:50 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 04:37 • Síðdegis: 17:05 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:57 • Síðdegis: 23:09 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: í daglegu lífi

Ryðga málmar í frosti?

Ágúst Kvaran og Þorsteinn Vilhjálmsson

Já, járn ryðgar í frosti ef loftið er rakt, þó hægar en í hlýrra veðri. Ryðmyndun er efnahvarf og þau verða örari eftir því sem hitinn er meiri. Fljótandi vatn eða raka í lofti þarf til ryðmyndunar og því dregur úr henni þegar vatnið frýs Það sem við köllum frost miðast við hitastigið þar sem vatn frýs. Við köllum það frostmark og táknum það með 0°C eins og kunnugt er. Þetta „mark“ á hitakvarðanum er býsna mikilvægt í umhverfi okkar og daglegu lífi vegna þess að vatn skiptir svo miklu máli og kemur svo víða við sögu; allt umhverfið skiptir um svip og hegðun um leið og lofthiti fer niður fyrir þetta mark.

Hins vegar hefur frostmarkið enga sérstöðu gagnvart öðrum efnum en vatni. „Frostmark“ þeirra er kallað bræðslumark eða storknunarmark og er ákveðið hitastig fyrir hvert efni um sig. Efni sem eru storkin við stofuhita hafa til dæmis mörg hver miklu hærra bræðslumark en vatn og efni sem birtast okkur venjulega sem gös hafa miklu lægra storknunarmark en frostmark vatns.

Því meiri sem hitinn er, því fyrr ryðgar bíllinn.

Ryðmyndun er efnahvarf þar sem súrefni í andrúmsloftinu og vatn í lofti eða öðru umhverfi ganga í samband við járn og myndar járnhýdroxíð, ryð, sjá nánar í lok svarsins. Yfirleitt öll efnahvörf ganga þeim mun örar sem hitinn er meiri, að öðru óbreyttu. Þess vegna er ryðmyndun að öðru jöfnu því meiri sem heitara er. Rakastig loftsins skiptir hins vegar meginmáli, til dæmis ef vatn er ekki fyrir hendi í fljótandi formi heldur eingöngu í loftinu. Frostmark vatns skiptir engu sérstöku máli ef rakinn í loftinu helst jafn; ryðmyndunin örvast sífellt meira með vaxandi hita á samfelldan hátt, hvort sem loftið er að hitna upp fyrir frostmark á hitakvarðanum eða upp fyrir eitthvert annað mark.

Þó er ekki víst að ryðmyndun aukist alltaf þegar hitinn vex, vegna þess að loftið verður kannski þurrara á móti. Þetta er ástæðan til þess að það getur verið flókið að svara því hvort bílar ryðgi frekar í bílskúrum en úti undir beru lofti á veturna.

En hinu er einfalt að svara að frosið vatn tekur ekki þátt í efnahvörfum eins og ryðmyndun. Það þýðir til dæmis að botnfrosið vatn sem liggur á bárujárnsþaki stuðlar ekki að ryðmyndun, en pollur á sama stað gerir það. En þó að pollurinn frjósi getur verið raki í loftinu. Að öllu samanlögðu er því engin ástæða til að ætla að ryðmyndun stöðvist alveg í frosti þó að hún sé sem sagt yfirleitt talsvert hægari en til dæmis í 20 stiga hita.

Nánar um efnafræði ryðsins:

Fyrsta skref ryðgunar er talið vera: \[Fe_{(s)}+\frac{1}{2}O_{2 (g)}+H_{2}O\rightarrow Fe(OH)_{2 (s)}\]

Hér táknar Fe járn, (s) fast efni, O súrefni, (g) gasham og H táknar vetnisatóm.

Annað skrefið er síðan hin eiginlega ryðmyndun: \[2Fe(OH)_{2 (s)}+\frac{1}{2}O_{2 (g)}+H_{2}O\rightarrow Fe(OH)_{3 (s)}\]

Efnasambandið sem hér myndast, Fe(OH)3, er ryðið sjálft og er það brúnt að lit.

Mynd: Ryðgaður bíll - Sótt 01.06.10

Höfundar

Ágúst Kvaran

Ágúst Kvaran

prófessor emeritus í eðlisefnafræði við HÍ

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Útgáfudagur

16.8.2000

Spyrjandi

Halldór Pálmarsson

Efnisorð

Tilvísun

Ágúst Kvaran og Þorsteinn Vilhjálmsson. „Ryðga málmar í frosti?“ Vísindavefurinn, 16. ágúst 2000. Sótt 20. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=803.

Ágúst Kvaran og Þorsteinn Vilhjálmsson. (2000, 16. ágúst). Ryðga málmar í frosti? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=803

Ágúst Kvaran og Þorsteinn Vilhjálmsson. „Ryðga málmar í frosti?“ Vísindavefurinn. 16. ágú. 2000. Vefsíða. 20. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=803>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Ryðga málmar í frosti?
Já, járn ryðgar í frosti ef loftið er rakt, þó hægar en í hlýrra veðri. Ryðmyndun er efnahvarf og þau verða örari eftir því sem hitinn er meiri. Fljótandi vatn eða raka í lofti þarf til ryðmyndunar og því dregur úr henni þegar vatnið frýs Það sem við köllum frost miðast við hitastigið þar sem vatn frýs. Við köllum það frostmark og táknum það með 0°C eins og kunnugt er. Þetta „mark“ á hitakvarðanum er býsna mikilvægt í umhverfi okkar og daglegu lífi vegna þess að vatn skiptir svo miklu máli og kemur svo víða við sögu; allt umhverfið skiptir um svip og hegðun um leið og lofthiti fer niður fyrir þetta mark.

Hins vegar hefur frostmarkið enga sérstöðu gagnvart öðrum efnum en vatni. „Frostmark“ þeirra er kallað bræðslumark eða storknunarmark og er ákveðið hitastig fyrir hvert efni um sig. Efni sem eru storkin við stofuhita hafa til dæmis mörg hver miklu hærra bræðslumark en vatn og efni sem birtast okkur venjulega sem gös hafa miklu lægra storknunarmark en frostmark vatns.

Því meiri sem hitinn er, því fyrr ryðgar bíllinn.

Ryðmyndun er efnahvarf þar sem súrefni í andrúmsloftinu og vatn í lofti eða öðru umhverfi ganga í samband við járn og myndar járnhýdroxíð, ryð, sjá nánar í lok svarsins. Yfirleitt öll efnahvörf ganga þeim mun örar sem hitinn er meiri, að öðru óbreyttu. Þess vegna er ryðmyndun að öðru jöfnu því meiri sem heitara er. Rakastig loftsins skiptir hins vegar meginmáli, til dæmis ef vatn er ekki fyrir hendi í fljótandi formi heldur eingöngu í loftinu. Frostmark vatns skiptir engu sérstöku máli ef rakinn í loftinu helst jafn; ryðmyndunin örvast sífellt meira með vaxandi hita á samfelldan hátt, hvort sem loftið er að hitna upp fyrir frostmark á hitakvarðanum eða upp fyrir eitthvert annað mark.

Þó er ekki víst að ryðmyndun aukist alltaf þegar hitinn vex, vegna þess að loftið verður kannski þurrara á móti. Þetta er ástæðan til þess að það getur verið flókið að svara því hvort bílar ryðgi frekar í bílskúrum en úti undir beru lofti á veturna.

En hinu er einfalt að svara að frosið vatn tekur ekki þátt í efnahvörfum eins og ryðmyndun. Það þýðir til dæmis að botnfrosið vatn sem liggur á bárujárnsþaki stuðlar ekki að ryðmyndun, en pollur á sama stað gerir það. En þó að pollurinn frjósi getur verið raki í loftinu. Að öllu samanlögðu er því engin ástæða til að ætla að ryðmyndun stöðvist alveg í frosti þó að hún sé sem sagt yfirleitt talsvert hægari en til dæmis í 20 stiga hita.

Nánar um efnafræði ryðsins:

Fyrsta skref ryðgunar er talið vera: \[Fe_{(s)}+\frac{1}{2}O_{2 (g)}+H_{2}O\rightarrow Fe(OH)_{2 (s)}\]

Hér táknar Fe járn, (s) fast efni, O súrefni, (g) gasham og H táknar vetnisatóm.

Annað skrefið er síðan hin eiginlega ryðmyndun: \[2Fe(OH)_{2 (s)}+\frac{1}{2}O_{2 (g)}+H_{2}O\rightarrow Fe(OH)_{3 (s)}\]

Efnasambandið sem hér myndast, Fe(OH)3, er ryðið sjálft og er það brúnt að lit.

Mynd: Ryðgaður bíll - Sótt 01.06.10

...