Номер 2, страница 48 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

Что происходит с чугунными и стальными изделиями при длительном нахождении под открытым небом?

Решение

При длительном нахождении под открытым небом чугунные и стальные изделия, являющиеся сплавами на основе железа, подвергаются процессу электрохимической коррозии. В быту этот процесс называют ржавлением. Для его протекания необходимо наличие двух основных компонентов из окружающей среды: кислорода ($O_2$), содержащегося в воздухе, и воды ($H_2O$), которая присутствует в виде влаги, дождя или снега.

Суть ржавления заключается в окислении железа. На поверхности изделия атомы железа ($Fe$) окисляются, в то время как кислород в присутствии воды восстанавливается. В результате этих реакций образуется новое химическое соединение — гидратированный оксид железа(III) ($Fe_2O_3 \cdot nH_2O$), то есть ржавчина. Упрощенно химическую реакцию можно записать следующим образом:

$4Fe + 3O_2 + 2nH_2O \rightarrow 2Fe_2O_3 \cdot nH_2O$

Ржавчина — это пористое, рыхлое вещество рыже-бурого цвета. В отличие от плотных защитных оксидных пленок на других металлах (например, алюминии), слой ржавчины не предохраняет металл от дальнейшего разрушения. Наоборот, его пористая структура впитывает и удерживает влагу, облегчая доступ кислорода к более глубоким слоям металла и тем самым ускоряя процесс коррозии.

В результате с изделиями происходят необратимые изменения: они теряют механическую прочность, поскольку металл превращается в хрупкую ржавчину, и ухудшается их внешний вид. Со временем это может привести к полному разрушению конструкции. Скорость коррозии значительно возрастает в агрессивной среде, например, при наличии в воздухе кислотных оксидов (кислотные дожди) или солей (в прибрежных районах).

Ответ: При длительном нахождении под открытым небом чугунные и стальные изделия ржавеют. Этот процесс, называемый коррозией, вызван реакцией железа с кислородом и водой. В результате на их поверхности образуется рыхлый слой ржавчины, что приводит к потере прочности, ухудшению внешнего вида и, в конечном итоге, к разрушению изделий.