Acido Citrico e Ruggine del ferro!
Ciao a tutti, questo è il mio primo post su questo forum. Premetto che sono completamente a digiuno di chimica ma mi appassiono facilmente alle cose che non conosco e che mi interessano. Purtroppo la chimica mi è sempre sfuggita di vista, ma adesso ho delle domande precise a cui solo la chimica può dare una risposta; visto che ne so poco o nulla e non so dove mettere le mani, chiedo un aiuto a questo forum! Che ne dite? 

La domanda è la seguente e proviene da un esigenza molto pratica: Ho scoperto da poco che immergendo i pezzi arrugginiti della mia moto in una soluzione di acqua e acido citrico, la ruggine rossa viene rimossa molto efficacemente in 24/48 ore. 
Qual'è la reazione chimica che lo permette?
Come mai a fine processo sul materiale di ferro si forma una patina scura abbastanza difficile da rimuovere con acqua o altro (sgrassando il pezzo, intendo),  e perchè sfregando viene via abbastanza facilmente? 
Esiste una soluzione più efficace per "rimuovere" la ruggine (ho escluso soluzioni a base di fosforo perchè in realtà non rimuovono la ruggine ma la trasformano)

Aggiungo che più che una questione pratica quello della ruggine è una questione che mi ha sempre interessato, vorrei sapere perchè si forma e come funzionano i metodi che usano le cosiddette correnti galvaniche e simili. 
Grazie per l'attenzione
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Magari presentati nella sezione apposita.
Facci capire: immergi i pezzi tali e quali in una soluzione di acido citrico/acqua? In quale rapporto? Fai tu? Segui una ricetta? Usi un prodotto comprato? Non ci hai detto nulla... E non siamo Nostradamus *Si guarda intorno*
Immagino che l'acido citrico reagisca col ferro presente nella ruggine in soluzione acquosa. L'acqua aiuta l'acido citrico a rimuovere la ruggine dai pezzi, e alla fine espone uno strato di ferro elementare facilmente ossidabile all'aria, ecco spiegato il motivo per cui il pezzo torna ricoperto da una patina.
Comunque, l'acido citrico è un acido debole.
In rete si trova gente che consiglia di usare succo di limone e sale. A me pare che qui si cada nel ridicolo.
Altri consigliano di usare la Coca Cola per rimuovere la ruggine, e in effetti funziona visto il contenuto in acido ortofosforico. Ma a mio avviso è uno spreco di soldi.
Esistono prodotti appositi, gli acidi rimuovono strati di metallo e se si continua ad usarli il pezzo si corrode, consumandosi ed indebolendosi.

Sul discorso galvanica trovo che sia un argomento troppo complesso per una persona digiuna totalmente di chimica. Io stesso che ci lavoro e che ho alla spalle 10 anni di chimica, so ancora poco o niente... Tanto per dire. Ma se vuoi approfondire ti consiglio di partire da libri di chimica generale. E se cerchi sul forum ne troverai diversi consigliati.
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
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Ciao,
sul web molti consigliano l'utilizzo dell'acido citrico per la rimozione della ruggine e questo perchè risulta particolarmente aggressivo nei confronti della ruggine, ma non del ferro.

L'azione di rimozione della ruggine è dovuta sia all'acidità dell'acido citrico, ma anche alla sua capacità chelante. Adesso non saprei dirti in poche parole cosa sia esattamente un agente chelante, diciamo che grazie a questa sua capacità l'acido citrico è in grado di solubilizzare un maggior quantitativo di ruggine.

Per quanto riguarda la patina scura posso solo fare delle ipotesi.
La ruggine non ha una composizione fissa, ma è un insieme di ossidi di ferro trivalente.
L'acido citrico in presenza di questi ossidi è in grado di dare parziale decomposizione, come conseguenza di ciò il ferro si riduce a ferro divalente e l'ossido risultante è FeO di colore scuro.
Dato che non è la reazione principale dopo la pulitura non ti ritrovi con una "manciata" di FeO.

Riguardo la difficoltà nel rimuovere la patina con la semplice acqua considera che succede lo stesso a me quando uso l'acido su delle piastrine di ferro zincate...lo zinco va via in 2-3 secondi, ma rimane una leggerissima patina che riesco ad eliminare solo per azione meccanica, lasciandola più tempo nell'acido o sotto il getto d'acqua del rubinetto non si toglie.
8-)  Tanto vetro zero reagenti 8-)
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quimico ti ringrazio per la risposta ma sinceramente è così difficile capire quello che ho detto? Se ritieni una perdita di tempo rispondere alle mie domande perchè sono troppo a digiuno di conoscenze di chimica posso capire, ma allora evita di perdere tempo a rispondere che non puoi rispondere ;-)
Se poi ho sbagliato forum confondendo un forum di chimica con uno di "divulgazione" ditemelo subito! Vi evito di perdere tempo, speravo che fra i tanti iscritti ci fosse qualcuno disposto a spiegare ad un neofita delle cose elementari di chimica, che magari trovo di ispirazione per approfondire in un secondo momento. Sinceramente trovo noioso leggermi un intero libro di chimica per spiegare una reazione chimica che mi interessa, preferisco fare il contrario e partire da una reazione chimica che mi interessa e capire quali sono gli argomenti utili a spiegare il fenomeno, che poi approfondirò, tuttavia per fare questo ho bisogno di un piccolo aiuto iniziale ;-)

Per rispondere alle tue domande:
-Aggiungo cristalli puri di acido citrico ad acqua saturando il più possibile la soluzione , in modo che sia veloce, il rapporto è piuttosto casuale, se la reazione è troppo lenta , aggiungo altri cristalli e un pizzico di sale. Ovviamente sapendo la formula della reazione potrei fare le giuste proporzioni ma non la so :-D
-Purtroppo devo contraddirti, la patina nera si forma durante la reazione, quando il pezzo è ancora immerso. E' anche vero che il pezzo di arrugginisce molto velocemente a contatto con l'aria, ma la patina a contatto con l'aria è color ruggine.
-Il succo di limone ha una componente di acido citrico, ma è molto meno concentrato della mi soluzione ed è uno spreco di limoni! Vorrei capire il ruolo del sale.
-Ho fatto delle prove con la coca cola, il risultato forse c'è, ma è lentissimo e forse non serve per la ruggine del ferro, magari aiuta a sgrassare dallo sporco presente sui metalli. Ho visto le monete di rame pulite con la coca cola ma l'ossido di rame è diverso dall'ossido di ferro.
-I prodotti più efficaci contengono acido fosforico, ma come ho detto lasciano una patina che è il frutto della conversione della ruggine, mentre l'acido citrico è interessante perchè rimuove completamente la ruggine senza lasciare residui (alemeno in teoria)
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Mio padre ha una moto da moltissimi anni, questa non ha mai incontrato il problema ruggine. Come dice quimico il miglior metodo per proteggere il metallo è attraverso metodi elettrochimici.
La patina scura che si forma sul tuo ferro è appunto FeO (ossido di ferro) che si può formare anche in acqua, sempre se questa contiene ossigeno disciolto. L'unico modo per rimuovere la ruggine dal tuo ferro, senza far in modo che si annerisca, è carteggiando, altrimenti formi la patina e sei punto a capo.
Nulla si CREA, nulla si DISTRUGGE -Democrito & Lavoisier-
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La parte di elettrochimica è abbastanza complicata da esporre in parole semplici se non si ha nessuna base di chimica, voler studiare solamente gli argomenti a te più utili non porta a molto o comunque ti complica di molto le cose.
Se non si studiano le basi non ci si può addentrarre in nessun argomento. (non è necessario leggersi TUTTO, ma almeno il concetto di acidi/basi, stechiometria, solubilità, moli...un'infarinatura generale)

Il sale non dovrebbe svolgere nessuna azione, è probabilmente una "trovata della nonna".

La patina può benissimo formarsi anche col pezzo immerso, nell'acqua c'è ossigeno disciolto e la formazione della patina può essere dovuto dalla decomposizione dell'acido citrico (l'ho già scritto nel mio messaggio precedente).

Il fatto che divenga color ruggine una volta esposta all'aria sembrerebbe confermare che la patina scura sia FeO.

Se è vero che l'acido citrico elimina la ruggine è anche vero che espone il ferro nudo e crudo all'aria e quindi è facile che si arrugginisca in tempi brevi. Usando invece prodotti appositi allunghi la vita del materiale ferroso, agendo con i soli acidi infatti asporti materiale di volta in volta .
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Non avevo tempo per approfondire ma non intendevo certo mancarti di rispetto. Non mi pareva di aver scritto in modo aggressivo.
Se vuoi metterti a leggere cose a caso fai pure. Non sono affari miei. Ho solo detto la mia esperienza, frutto di 10 anni di Chimica e 5/6 anni di università a Chimica. Ci vogliono anni da laureato per poter esser pratico di elettrochimica e quindi destreggiarsi con i processi galvanici. Non dico certo che sia una cosa da massoni ma... Hai detto tu che sei digiuno totalmente.
Se poi hai voglia e forza di partire da zero, meglio per te :-D
Visto che la Chimica è una Scienza esatta volevo saperne di più sul tuo operato. Se ti scoccia rispondere, forse hai toppato luogo per chiedere.
Ho visto che hai messo come operi. Questo volevo sapere e non mi pareva di averti chiesto cose astruse.
Hai ragione, il pezzo si ossida anche in acqua come detto da Trevize perché nell'acqua c'è ossigeno disciolto.
Usare acido citrico e non limoni aiuta certo sul tuo portafoglio e permette di usare quantità minori di acido libero.
Se ti trovi bene con l'acido citrico allora vai di quello ma non sperare faccia miracoli :-D
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
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Ringrazio tutti per le gentili risposte. Se ho voluto criticare qualcuno per la risposta data è solo per mettere in chiaro la mia situazione (disperata haha). Riassumendo sono un neofita che vuole conoscere di più la chimica , partendo da una reazione che ho sperimentato nella pratica senza capirne il funzionamento, con il gentile aiuto di qualcuno del forum.

Approfondirò tutti gli indizi /argomenti che mi avete dato, ma mi farebbe comodo la formula (e se si può la relativa spiegazione ) della reazione chimica con l'acido citrico. Per adesso vorrei concentrarmi su questo (forse ho fatto troppe domande troppo vaste per un post solo). Devo dire che questa reazione un piccolo miracolo lo fa! Rimuove TUTTA la ruggine rispettando il metallo sottostante! L'acido citrico lo compro per 1€ / 100g da un fornitore per enoteche.
A proposito! Sapete qualche testo da consigliarmi per affacciarmi a questo mondo?
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Siamo qui per aiutarti, ove possibile. Ma capirai anche tu che, essendo digiuno di Chimica, non è che possiamo ridurre ai minimi termini concetti imparati in anni :-D
La reazione tra acido citrico e ruggine non è facilmente riducibile ad una reazione univoca, in quanto la ruggine è composta da ossidi di ferro(III) diversamente idrati Fe2O3·nH2O e ossidi-idrossidi di ferro(III) (FeO(OH), Fe(OH)3). Sicuramente, in ambiente acquoso si andranno a formare dei citrati di ferro(III), ovvero l'acido citrico complesserà il ferro(III).
In rete si trova una reazione su questo processo:

C6H8O7 + Fe2O3 --> 2 FeO + 6 CO + 2 H2O + 2 H2

Lascio ad altri i commenti.
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(2017-09-08, 10:23)quimico Ha scritto: C6H8O7 + Fe2O3 --> 2 FeO + 6 CO + 2 H2O + 2 H2

Lascio ad altri i commenti.

Molto interessante, me la inizio a studiare!
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