Voy a citar un pasaje de Greenwood y Earnshaw, Chemistry of the Elements , 2nd ed., P. 1076:
La oxidación del hierro … es evidentemente un proceso electroquímico que requiere la presencia de agua, oxígeno y un electrolito; en ausencia de cualquiera de estas oxidaciones no se produce de manera significativa. En el aire, una humedad relativa de más del 50% proporciona la cantidad necesaria de agua … Se requiere la presencia del electrolito para proporcionar una vía para la corriente y, en las zonas urbanas, este es comúnmente sulfato de hierro (II) formado como resultado de ataque del SO2 atmosférico pero, en las zonas costeras, las partículas de sal en el aire son importantes.
El agua también contiene oxígeno disuelto a menos que este último se elimine vigorosamente por congelación y secado repetidos sobre una línea de vacío, por lo que el hierro también se oxida cuando se sumerge en agua; pero no agua destilada, que tiene una conductividad eléctrica insignificante.
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Hay un buen diagrama en Principios Químicos de Zumdahl que ilustra el proceso (Figura 11.17 en p. 500 en la 7ma edición).
La reacción directa 4Fe (s) + 3O2 (g) —–> 2Fe2O3 (s) que puede esperar simplemente no ocurre a una tasa apreciable; La barrera de activación es demasiado alta. En cambio, la reacción es electroquímica, en la cual el hierro en ciertas áreas cede sus electrones,
Fe —–> Fe (2+) + 2e-
que fluyen a través de la solución de agua / electrolitos (que esencialmente actúa como un puente de sal) y se combinan con oxígeno,
O2 + 2H2O + 4e- —–> 4OH-
Los iones de hierro (II) también se mueven y reaccionan con oxígeno y agua para oxidarse aún más y formar óxido de hierro (III):
4Fe (2+) + O2 + 4H2O —–> 2Fe2O3 + 8H +
Esta es una simplificación; el óxido de hierro (III) formado tiene un grado variable de hidratación en general y también se pueden formar compuestos como Fe (OH) 3 y FeOOH.
