Besoin d'information sur la rouille

[invite93b3d505]

Bonjour,
J'aurais besoin d'en savoir un peu plus sur l'oxydation du fer. Enfin la rouille en général. En effet sur ce forum j'ai pu trouver un message très instructif. http://forums.futura-sciences.com/ch...tml#post229592

La chose qui m'a intrigué est le rôle du carbone et du dioxyde de carbone. En effet sur d'autres sites internets (celui là par exemple: http://www.je-comprends-enfin.fr/ind...d-menu-18.html )
Il n'est pas mentionné qu'il y ait besoin de grains de carbone.

Du coup je suis un peu perdu puisque je trouve 2 explications légèrement différentes mais dont les équations sont différentes.

J'espère donc obtenir de l'aide encore une fois sur ce forum.



Merci d'avance pour vos réponses.
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[moco]

Je recopie ici la référence que tu cites, en la mettant en italique, et je numérote les phrases, que je commenterai ensuite.

1. Une goutte d’eau posée sur un morceau de fer à l’air libre est le lieu idéal pour que cette réaction d'oxydation ait lieu.
2. Le fer joue à la fois le rôle d’anode et de cathode : la partie en contact avec l’eau est l’anode et l’autre partie la cathode.
3. Dans le cas où toute la pièce est couverte par de l’eau, des défauts à la surface, comme de petits trous, vont créer des irrégularités de concentration en oxygène entre les différentes zones.
4. Le fer au fond du petit trou sera en contact avec une eau moins concentrée en ions OH- : l’anode sera le fond du trou, et la surface de la pièce la cathode.
5. La circulation des électrons se fera à travers le fer.
6. La réaction d’oxydoréduction va désagréger une partie du fer en ions Fe2+ qui vont se déposer plus loin sous forme d’oxyde.
7. L’eau en contact avec l’air permet des échanges gazeux, notamment d’oxygène, facilitant la partie de la réaction libérant des ions OH-.
8. L’eau va permettre la circulation des ions.
9. La réaction totale est la suivante : deux atomes de fer, une molécule d’oxygène et deux molécules d’eau donnent deux ions Fe2+ en suspension et quatre ions OH-.
10. Mais la réaction ne s’arrête pas là. Les solutions s’équilibrent électriquement et lui permettent de continuer car les ions Fe2+ et OH- sont tous les deux en suspension. Ils vont s’apparier pour former de l’hydroxyde de fer Fe(OH)2 et éventuellement d’autres combinaisons (FeO, Fe(OH)3 Fe2O3).
11. La rouille est finalement un matériau complexe composé de multiples formes de molécules basées sur le fer.

2. Cette supposition est absurde. Un même métal ne peut pas être à la fois anode et cathode au contact de la même solution. De plus, selon 2), la cathode n'est pas en contact avec l'eau. C'est impossible. Les deux électrodes doivent être au contact de l'eau. Sinon, il n'y a pas de réaction chimique. Et d'autre part, les ions doivent se déplacer en solution pour aller à l'anode ou à la cathode. Il sen peuvent pas le faire si la cathode est hors de l'eau.
4. C'est juste. Quoique, ce ne sont pas les ions OH- qui migrent en solution. Ce sont les ions hydrogénocarbonate HCO3- qui le font et qui sont issus de la réaction du CO2 atmosphérique avec les ions OH- créés à l'anode. mais cette erreur n'est pas trop grave.
6. Les ions Fe2+ ne vont pas "se déposer" sous forme d'oxyde comme le dit le texte. les ions ne peuvent pas se déposer, puisque ce sont des ions. Par contre, ils peuvent réagir avec les ions HCO3- (ou OH-) et former un précipité qui ne sera pas "un peu plus loin". Non, il se déposera à l'endroit même où s'est formé l'ion Fe2+, donc à l'anode. Et le fer ne se déposera pas sous forme d'oxyde, mais d'hydroxyde ou d'hydrogénocarbonate.
9. La réaction totale n'est pas très importante. C'est la réaction à chaque électrode qui importe. Voilà ce que celadonne :
A l'anode : Fe --> Fe2+ + 2 e-
A la cathode, qui est en un autre matériau que le fer, O2 + 4 e- + 2 H2O --> 4 OH-
suivi immédiatement de la réaction : OH- + CO2 --> HCO3-
11. La rouille est formée initialement de Fe(HCO3)2, mais l'auteur a raison de dire que ce n'est pas tout.
En effet, il se produit ensuite plusieurs réactions en série, dont :
Fe(HCO3)2 -- > Fe(OH)2 + CO2
puis ce Fe(OH)2 s'oxyde selon : 4 Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O --> 4 Fe(OH)3
lequel se déshydrate facilement selon : 2 Fe(OH)3 --> Fe2O3 + 3 H2O
Mais toutes ces réactions se produisent aux alentours du point servant de cathode, qui est une impureté de surface. La corrosion du fer est un phénomène ponctuel, qui ne se produit pas s'il mn'y a pas d'impureté de surface.

En résumé, pour que la rouille se produise, il faut 4 conditions : une impureté de surface sur le fer, une goutte d'eau au contact de cette impureté, de l'oxygène dans l'air, pour produire la réaction de cathode, et du gaz carbonique dans l'air, qui se dissout dans l'eau, et forme une solution conductrice. Sans CO2, la solution n'est pas conductrice. Si l'un quelconque de ces 4 conditions manque, la corrosion du fer ne se produit pas.