Roest (metaal)

Roest is het roodbruine materiaal dat ontstaat wanneer ijzer reageert met zuurstof in de aanwezigheid van water. Roest is een gehydrateerd ijzer(III)oxide, een mengeling van ijzeroxide en hydroxylgroepen en in die zin een metaaloxide. Het werkwoord roesten wordt gebruikt voor de vorm van corrosie waarbij het ijzer in ijzerhoudende legeringen, zoals in staal, oxideert. Roest neemt een groter volume in beslag dan het ijzer waaruit het is ontstaan.

Verroeste auto's

Roest kan ijzer volledig wegvreten

Een smid verwijdert roest met zand voor het lassen.

Chemische samenstelling

De molecuulformule van ijzer(III)oxide is ${\displaystyle {\ce {Fe2O3}}}$.

IJzer wordt in natuurlijke staat gevonden in het erts hematiet als ijzeroxide. Metaalvormig ijzer heeft de neiging naar deze staat terug te keren wanneer het blootgesteld wordt aan lucht en water. Deze corrosie is te wijten aan de oxidatiereactie die plaatsvindt wanneer ijzermetaal terugkeert naar een niveau met minder energie. Hierbij komt energie vrij. Het roesten kan voorgesteld worden in drie stappen:

• de vorming van ijzer(II)-ionen uit het metaal
• de vorming van hydroxylgroepen
• hun reactie samen, met de toevoeging van zuurstof

Wanneer staal in contact komt met water begint er een elektrochemisch proces. Aan het oppervlak wordt het ijzer geoxideerd tot ijzer(II):

${\displaystyle {\ce {Fe -> Fe^2+ + 2e-}}}$

De elektronen die vrijkomen verplaatsen zich naar het oppervlak van het water, waar er meer opgeloste zuurstof voorhanden is. Ze reduceren de zuurstof en het water tot hydroxylgroepen:

${\displaystyle {\ce {4e- + O2 + 2 H2O -> 4 OH^-}}}$

Deze ${\displaystyle {\ce {OH^-}}}$-ionen reageren met de ijzer(II)ionen en nog meer opgeloste zuurstof om ijzeroxide te vormen. Deze hydratatie is veranderlijk, maar de meest algemene vormen zijn:

${\displaystyle {\ce {Fe^2+ + 2OH^- -> Fe(OH)2}}}$

${\displaystyle {\ce {4Fe(OH)2 + O2 -> 2(Fe2O3.xH2O) + yH2O}}}$

met ${\displaystyle {\text{x}}+{\text{y}}=2}$

Roest is dus gehydrateerd ijzer(III)oxide.