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oxydation du fer De Wikipédia, l'encyclopédie libre
Pour les articles homonymes, voir Rouille.
La rouille est la substance de couleur brun-rouge formée quand des composés contenant du fer se corrodent en présence de dioxygène et d'eau. C'est une réaction d'oxydation lente qui aboutit à la formation d'oxydes ou d'hydroxydes plus ou moins hydratés et mal cristallisés, dont le plus stable est l'hématite.
La rouille est donc un mélange complexe composé d'oxydes et d'hydroxydes de fer.
Le fer métallique obtenu par un traitement (réduction) du minerai rouge contenant des oxydes de fer, dans des hauts fourneaux, tend à retourner à l'état oxydé une fois exposé à l'air et à l'eau.
Le processus de formation de la rouille peut être décomposé en trois étapes de base :
Quand le fer (y compris celui constituant l'acier) entre en contact avec l'eau, un processus électrochimique lent commence. Sur la surface du métal, du fer (état d'oxydation : 0) est oxydé pour passer à l'état d'oxydation II :
pendant que le dioxygène de l'air (degré d'oxydation 0) est réduit en ion hydroxyde :
Lors de la seconde étape (quasi instantanée), l'hydroxyde de fer(II) est rapidement oxydé en hydroxyde de fer(III) selon la réaction :
Finalement, cet hydroxyde de fer(III) se transforme spontanément en oxyde de fer(III) hydraté selon l'équation-bilan[1] :
Par conséquent, la nécessité de la présence d'eau liquide, qui intervient à chaque étape de la réaction chimique, est comprise. La corrosion tend à progresser plus rapidement dans l'eau de mer que dans l'eau douce, cette dernière étant bien moins conductrice. En effet, l'eau de mer (solution saline) permettant la conduction électrique, favorise les déplacements ioniques et les réactions d'oxydoréduction y ont un meilleur rendement. La formation de la rouille est également accélérée en présence d'acides (pour la même raison), mais empêchée par l'action de surface de l'acide nitrique, c'est la passivation. La rouille possède l'extrême inconvénient de fragiliser les structures qu'elle attaque. En effet, le fer sain y est remplacé par l'oxyde de fer(III), qui lui est friable, poreux et mauvais conducteur. Si le phénomène de formation de la rouille peut être stoppé par électrolyse, les parties corrodées de cet objet ne pourront toutefois pas être reconstituées par cette méthode.
Lorsqu'il est question de rouille, la corrosion du fer est désignée en premier lieu, mais dans la vie quotidienne, il s'agit généralement de la corrosion de l'acier, bien plus utilisé de nos jours que le fer pur.
Il est également question de rouille blanche et de rouille verte pour désigner des composés du fer qui se forment lors de la corrosion.
Les objets en acier jouant des fonctions importantes voire vitales, la protection contre la rouille (et contre la corrosion en général) est un enjeu industriel et de sécurité important pour notre époque. Cette protection se fait souvent par dépôt de zinc (galvanisation). Il est aussi possible d'utiliser de l'huile ou de la graisse pour protéger certains objets, notamment des pièces mobiles telles que la chaîne d'une bicyclette. Des peintures antirouille existent aussi.
Lorsqu'un objet en acier prend feu, il rouille très rapidement (exemple : une voiture brûlée). Cela s'explique par le fait que ce n'est pas l'objet lui-même qui brûle, mais ce qui le recouvre (sur une voiture, la peinture). Le métal se retrouve à l'air libre et rouille rapidement.
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