Почему золото не ржавеет, а железо – ржавеет?

Железо — один из самых распространённых металлов на Земле, но оно подвержено коррозии и ржавчине, что ограничивает его долговечность. В то же время золото веками сохраняет свой блеск, оставаясь неизменным даже в самых агрессивных условиях.

Почему одни металлы легко ржавеют, а другие остаются стойкими к коррозии? Какие химические свойства делают золото «вечным» металлом, а железо — уязвимым перед воздействием окружающей среды? Разбираемся в химической природе этих явлений.

Как ржавеет железо?

Ржавчина — это процесс окисления железа (Fe) под воздействием кислорода (O₂) и воды (H₂O).

1. Железо теряет электроны (окисляется) в присутствии воды и кислорода: 4Fe+3O2+6H2O→4Fe(OH)34Fe + 3O₂ + 6H₂O → 4Fe(OH)₃
2. Образуется гидроксид железа, который затем превращается в гидратированный оксид железа (Fe₂O₃·xH₂O) — ту самую ржавчину.
3. Этот процесс продолжается, пока металл не разрушается полностью.

Ржавчина рыхлая, пористая и не защищает железо, позволяя процессу продолжаться.

Почему золото не ржавеет?

Золото (Au) — благородный металл, который практически не взаимодействует с кислородом и водой.

• У золота устойчивая электронная конфигурация, что делает его крайне инертным. Оно не отдаёт электроны, а значит, не окисляется.
• У атомов золота очень сильные связи между собой, поэтому даже агрессивные условия не могут разрушить его структуру.
• Золото не реагирует с кислородом и водой даже при высоких температурах.

В отличие от железа, которое легко окисляется, золото остаётся химически стабильным и не вступает в коррозионные реакции.

Почему другие металлы тоже ржавеют или не ржавеют?

• Медь (Cu) и серебро (Ag) не ржавеют, но покрываются патиной (зелёный налёт на меди) или чёрной окисной плёнкой на серебре.
• Алюминий (Al) тоже окисляется, но образует прочную оксидную плёнку, которая защищает его от дальнейшего разрушения.
• Нержавеющая сталь содержит хром (Cr), который создаёт защитную оксидную плёнку, предотвращая коррозию.

Таким образом, не все металлы одинаково реагируют с кислородом и влагой.

Как защитить железо от ржавчины?

Существуют методы защиты железа от коррозии:

• Покрытие цинком (оцинковка) — цинк более активно окисляется и защищает железо.
• Окрашивание и лакирование создаёт барьер, предотвращая контакт с водой и кислородом.
• Применение нержавеющей стали, содержащей хром, который предотвращает коррозию.

Эти методы помогают продлить срок службы железных изделий и предотвратить разрушение.

Заключение

Железо ржавеет, потому что легко отдаёт электроны и взаимодействует с кислородом и водой, образуя рыхлую ржавчину. Золото, напротив, химически инертно и не вступает в реакции окисления, что делает его идеальным для ювелирных изделий и сохранения на века.

Понимание химических процессов коррозии позволяет разрабатывать способы защиты металлов и продлевать их долговечность, что важно для промышленности, строительства и технологий.