¿Qué es el óxido? - Henry E., 13, Boston, Massachusetts
Imagine dejar su gran bicicleta de metal afuera bajo la lluvia. Al igual que las piscinas de agua en sus superficies, el oxígeno del aviador cercano, y juntos comienzan a atacar el metal pacíficamente.
El hierro en bicicleta y oxígeno y agua en el medio ambiente juntos pasan una reacción química. Él forma óxido de hierro, mejor mejor conocido como óxido, que se acumula con el tiempo. Esta sustancia marrón rojiza, una sustancia esponjosa es más que fea; Es una señal de que el metal está roto.
El hierro responde con oxígeno y agua para formar una forma de óxido de óxido de hierro. Ali Damouh / Biblioteca de fotos de Science a través de Getty Images
Los químicos llaman a este proceso de oxidación. Puedes pensar en el hierro como un superhéroe, duro, duradero y brillante, hasta que llena tu criptonita: humedad y aire. El agua ayuda y los átomos de hierro son más fáciles de proliar sus electrones, que son partículas cargadas negativamente. El oxígeno actúa como un pequeño ladrón electrónico, robando esos electrones y dejando metal débil y desmoronado.
Gran hierro metálico utilizado en casas e industria es una forma refinada de lo que está en la naturaleza: mineral de hierro. El óxido es un proceso natural: un hierro refinado esencialmente intenta regresar al estado original oxidado y estable: mineral de hierro.
Las tuberías de agua viejas se pueden obstruir con óxido acumulado. Chimmi / E + a través de Getty Image desde bicicletas y autos hasta puentes y barcos
Desde que consolidan a los hogares a máquinas monumentales, el óxido se mueve en su lugar donde el metal está satisfecho con la humedad y el tiempo.
En bicicletas y automóviles, la combinación de lluvia y metales expuestos a menudo se divierten completamente por el óxido, comiendo dentro de los marcos y el chasis. Las tuberías de agua viejas son otro lugar caliente: con el tiempo corroodos desde el interior, a menudo gotea agua marrón y oxidada en lavamanos y bañeras. En la cocina hay un agua estancada que queda alrededor de fregaderos o grifos puede provocar ubicaciones oxidadas de color amarillo-naranja que son tercos para ser eliminados como no aceptados.
En un grado mucho mayor, el óxido puede desolarse en barcos y puentes. Los troncos corroídos pueden provocar fugas de petróleo o incluso hundir catastróficamente, lo que cuesta miles de millones de industrias marítimas cada año en reparaciones y daños al medio ambiente.
Y aquí hay un curry: la sal acelera el proceso oxidado. En las regiones de nieve, la sal de carretera no solo derrite el hielo; También es una oxidación del turbolator, acelerando el procedimiento de corrosión. Es por eso que los autos en los lugares de nieve pueden oxidarse más rápido.
La estatua de la libertad del cobre es verdosa debido a la oxidación, que forma una colorida pátina, la versión de cobre de Rust. Erickn / Istock a través de Getty Images Plus
El óxido es una expresión para un tipo particular de corrosión que ocurre en hierro o acero. Pero cualquier metal puede degradarse químicamente debido a reacciones con factores ambientales como el oxígeno y la humedad.
Incluso las estatuas antiguas no son inmunes. ¿Esas figuras de color azul verdoso que ves en parques y plazas? No es una imagen; Es una pátina, versión de cobre de Rust. Aunque es visualmente atractivo, la pátina sigue siendo una forma de corrosión.
¿Cómo puedes detener a Rusty?
Al comprender la química detrás de Rust, las personas encontraron formas inteligentes de ralentizar o incluso detenerla, protegiendo todo, desde puentes hasta bicicletas.
Uno de los métodos más simples es pintar una superficie de metal. El color actúa como una chaqueta impermeable, sellando metal del aire y la humedad: dos ingredientes clave para el óxido.
El mantenimiento de metal seco es otra defensa práctica. Las herramientas a menudo se almacenan en espacios secos o junto con deshumidificadores para reducir la humedad.
Otra técnica, llamada galvanización, con un metal con más reactivo, como el zinc. El zinc se corroe más fácilmente que el hierro, formando una capa estable de óxido de zinc cuando se expone al aire y la humedad. El óxido de zinc es una barrera protectora para una mayor corrosión, mientras que se involucra gradualmente, dejando al hierro básico vulnerable una vez más.
Y luego está el acero inoxidable: mezcla resistente a la corrosión, llamada aleación, hierro con otros metales, como el cromo. Cuando se expone al aire, el croma sufre su propia versión de óxido, formando una capa estable de cromas de óxido.
Esta capa es extremadamente delgada, 100,000 veces más delgada que un lado del cabello humano. Es invisible a simple vista, se pega firmemente en la superficie del metal y evita una mayor oxidación. La capa de cromo de óxido también es autocuración: si el cromo expuesto, el cromo expuesto, reforma rápidamente la barrera protectora. Es por eso que el acero inoxidable se usa en todo, desde toneladas de cocina hasta herramientas quirúrgicas.
Ver óxido a nivel atómico
Soy un material científico que utiliza herramientas avanzadas de procesamiento de imágenes, como los microscopios electrónicos de transmisión, para estudiar cómo los metales se oxidan a escala atómica. En realidad, podemos ver cómo los pequeños átomos de metal pierden electrones y átomos de oxígeno, obtenerlos, pasar la corrosión en tiempo real.
La transmisión de video de la microscopía electrónica muestra la oxidación del aluminio en tiempo real. Inicialmente, los puntos pequeños son átomos de aluminio individuales, cuidadosamente alineados en un patrón regular. El oxígeno del vapor de agua se adhiere a la superficie y se agita con aluminio. Se forma la nueva capa de óxido de aluminio, con átomos dispuestos de manera desordenada al azar. Esta nueva capa superficial protege el aluminio a continuación, que sigue siendo el mismo.
Por ejemplo, en una encuesta, notamos la forma en que una capa delgada de óxido de aluminio en forma cuando el aluminio está expuesto al oxígeno o al vapor de agua. Esta capa de óxido no falla como hierro en hierro; En cambio, forma un revestimiento protector uniforme, protegido firme que bloquea múltiples oxígeno y agua del logro del metal base. Es por eso que el aluminio resiste la continuación de la corrosión, a diferencia del hierro, cuya capa es oxidada porosa, lo que permite que la reacción continúe más allá.
La oxidación puede ser dañina, causando óxido o útil cuándo consolidarse para proteger los metales. Al observar estos procesos en tiempo real, mis colegas y su objetivo es crear materiales que duren más y funcionen mejor en la vida cotidiana, por ejemplo, para construir puentes más fuertes, baterías más eficientes y aviones más seguros.
Y dado que la curiosidad no tiene borde de edad: adultos, háganos saber y lo que se pregunta. No podremos responder a todas las preguntas, pero haremos todo lo posible.
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