Wie reagiert Eisen mit Wasser?

Eisen und Wasser: Eine chemische Reaktion

Eisen ist ein reaktionsfreudiges Metall, das leicht mit Wasser reagiert. Diese Reaktion spielt eine wichtige Rolle im Rostprozess und hat auch industrielle Anwendungen.

Der Ablauf der Reaktion

Wenn Eisen in Gegenwart von Wasser Sauerstoff ausgesetzt wird, findet eine Redoxreaktion statt. Redox ist die Abkürzung für Reduktion und Oxidation und bezeichnet chemische Reaktionen, bei denen eine Elektronenübertragung stattfindet.

Bei der Reaktion zwischen Eisen und Wasser werden Elektronen vom Eisen auf den Sauerstoff übertragen. Das Eisen wird dabei zu Eisen(II)-Ionen (Fe2+) oxidiert, während der Sauerstoff zu Hydroxid-Ionen (OH-) reduziert wird. Die Gesamtreaktion kann durch folgende Gleichung dargestellt werden:

4Fe + 3O2 + 6H2O -> 4Fe(OH)2 + 2H2O

Einfluss von Sauerstoff

Sauerstoff spielt eine entscheidende Rolle bei dieser Reaktion. Ohne Sauerstoff würde die Reaktion viel langsamer ablaufen. Sauerstoff nimmt die Elektronen auf, die vom Eisen übertragen werden, und verhindert so, dass die Reaktion zum Stillstand kommt.

Bildung von Eisenhydroxid

Die bei der Reaktion entstehenden Eisen(II)-Ionen verbinden sich mit Hydroxid-Ionen zu Eisen(II)-hydroxid (Fe(OH)2). Eisen(II)-hydroxid ist ein unlösliches Salz, das sich als Rost auf der Oberfläche des Eisens ablagert.

Kontinuierliche Korrosion

Die Bildung von Eisenhydroxid schützt das Eisen nicht vor weiterer Korrosion. Im Gegenteil, sie fördert sogar die fortschreitende Zersetzung des Eisens. Dies geschieht, weil das Eisenhydroxid porös ist und Wasser und Sauerstoff an die darunter liegende Eisenoberfläche lässt.

Industrielle Anwendungen

Die Reaktion zwischen Eisen und Wasser wird auch industriell genutzt. Sie ist beispielsweise die Grundlage für die Herstellung von Wasserstoffperoxid (H2O2) und Eisen(III)-oxid (Fe2O3), einem wichtigen Rohstoff in der Stahlindustrie.