Chemie v kuchyni - rez a Coca-Cola

Chutná dobře - hlavně v horkých letních dnech. Umí ale skutečně odstranit rez, jak se o ní traduje? K čemu se dá použít cola v domácnosti? (délka blogu 5 min.)

Nežádoucí rezavění provází lidstvo od té doby, co byla vynalezena redukce kovových rud. Jelikož se v atmosféře Země nachází značné množství volného kyslíku a vodních par, nemá kovové železo na naší planetě šanci na delší nerušenou existenci. působením vody a kyslíku se neustále pokrývá vrstvou oxidu - rzí. Rez, která se tvoří na železných předmětech, je jistě nejznámější formou koroze.

Koroze

... je samovolné, postupné rozrušení kovů či nekovových organických i anorganických materiálů (např. hornin či plastů) vlivem chemické nebo elektrochemické reakce s okolním prostředím.

Dá se rez odstranit Coca-Colou?

Sdělení na internetu znějí euforicky - stačí prý ponořit rezavý předmět na jeden až dva dny do Coca Coly - a výsledek je zaručený. Člověk si prý může ušetřit jak drahou tak jedovatou chemii. Je možné, že chemické látky, přítomné v Cole skutečně rozpouštějí rez nebo se jedná o fake?

Cola je sladká limonáda, obsahující vodu, výtažek z koky (Rudodřevu koky), kyselinu fosforečnou (E338), kofein, glukózovo-fruktózový sirup, limetkovou šťávu, vanilku, karamel, pomerančový a citronový olej, muškátový oříšek, koriandr, skořici, výtažek z květů pomerančovníku a jednu další tajnou ingredienci.

Ani samotná voda ani koření v ní rozpuštěné nejspíš moc přispívat k rozpouštění rzi nebudou - to je jistě jasné i naprostému laikovi. Cola ale obsahuje jednu ingredienci, která vypadá nadějně. Mohla by se na likvidaci rzi skutečně podílet. K okyselení nápoje totiž výrobce používá fosforečnou kyselinu.

Jak je vidět z chemického vzorce, je to trojsytná kyselina - je ochotná odevzdat svému okolí až tři atomy vodíku. Je to středně silná kyselina, která na rozdíl od některých svých kolegyň (například kyseliny dusičné) nemá oxidační vlastnosti. Sama tedy kovy neoxiduje. Přesně to se od ní očekává - pakliže má odstraňovat rez. Bylo byl kontraproduktivní, kdyby k její tvorbě sama přispívala.

Pokud přijde fosforečná kyselina do styku se rzí (oxidem železa), vytváří se železitá sůl  tím, že odevzdá všechny tři atomy vodíku a místo nich převezme trojmocný atom železa (Fe3+).

Fosforečnan železitý má jiné vlastnosti než rez. Jednak se špatně rozpouští ve vodě, ale hlavně vytváří na vrstvě rzi tenkou pevnou vrstvičku, která je na rozdíl od rzi samotné neprodyšná. Ta pak chrání povrch předmětu před další chemickou reakcí.

Vyplývá z toho ale také, že kyselina fosforečná je nejen schopná rez rozkládat a přetvářet na ochrannou vrstvu - zároveň se také sama sabotuje tím, že ona ochranná vrstva zabraňuje dalšímu kontaktu zrezivělého železa s kyselinou, která by ho měla čistit. Coca-Cola má sice jakýs-takýs účinek, není ale příliš efektivní.

Co tedy opravdu funguje?

Ten, kdo se chce zbavit skvrn od rzi nebo očistit rezavé předměty, udělá lépe, když použije další tajnou zbraň: citron.Ten totiž obsahuje určité množství kyseliny citronové. Je to slabá ale aktivní organická kyselina.  

Při využití kyseliny citronové se s železem vytvářejí dobře rozpustné žlutě zbarvené komplexy.

Procesu se mimochodem říká chelatace. Kyselina citronová je typická dáma. Atomy vodíku odevzdává jen nerada. Když už vám uštědří jeden, myslí si, že vás obdarovala až moc. Trojvazebný atom železa (Fe3+) potřebuje ale tři partnery s negativním nábojem na to, aby vytvořil neutrální molekulu. Kyselina citronová není ochotná zbavit se hned tří vodíků aby se stala trojvazebnou, oba partneři se tedy v tomto chemickém manželství aranžují ... s mnohoženstvím. Atom železa kolem sebe nashromáždí hned několik citrátových skupin. Vznikají tak složité struktury - kterým se velice názorně říká komplexy.

Jejich výhodou je právě zmiňovaná rozpustnost - přecházejí do roztoku a netvoří na povrchu zrezivělého předmětu vrstvu, která by zabraňovala dalšímu odstranění rzi.

Aby nebyla situace s Coca-Colou tak jednoduchá, obsahuje její Light verze - výše popsanou kyselinu citronovou. Ta pak rozpouští rez lépe než klasická verze.

Ne každá Cola tedy rozpouští rez stejným způsobem a stejně efektivně.