Ruggine fatta in casa

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Di seguito spiegherò due metodi, semplici e a basso costo, che ho usato per creare della finissima ruggine color arancio, utile per pittura e invecchiamenti. Si può usare come pigmento, fissandolo con alcool o trementina, o mescolarlo con colore ad olio (ad esempio Terra di Siena bruciato) per arricchirne la cromia (grazie ad Augusto per la dritta!).

Attenzione: i metodi di seguito descritti non comportano l'utilizzo di procedure pericolose o sostanze nocive. Tuttavia è bene attenersi ad elementari regole di sicurezza, come lavorare in ambienti aerati, non ingerire le sostanze utilizzate, evitare il contatto con gli occhi (e con la cute, per soggetti sensibili), monitorare regolarmente le apparecchiature elettriche in funzione e non utilizzarle in modo rischioso per l'incolumità di persone o cose.

Naturalmente, se notate delle inesattezze o volete dare consigli sentitevi liberi di commentare!

Corrosione chimica

Questo è il metodo più semplice, ma anche il più lento. In un recipiente si devono immergere dei frammenti di ferro (graffette, chiodi, bulloni, pagliette e così via, basta che non sia acciaio inox) in acqua ossigenata; la reazione è più veloce se si aggiungono come catalizzatori sale da cucina e aceto. Già dopo pochi minuti sui frammenti si inizieranno a formare delle bollicine di ossigeno, e dopo alcuni giorni la situazione sarà la seguente:

Notare che le graffette a sinistra, all'inizio lucide, ora sono corrose ed arrugginite. Si deve raccogliere la "fanghiglia" arancione a destra, formata da idrossido ferrico, la nostra ruggine. Se si è usato il catalizzatore, essa sarà mista a sale ed altre sostanze, ma basterà scioglierla in acqua pulita ed aspettare: la ruggine si depositerà sul fondo, mentre le restanti sostanze rimarranno disciolte in acqua, che potrà essere rimossa. Fatto questo, si lascia asciugare e poi si "macina" il residuo. Questo è ciò che si ottiene:

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A titolo di curiosità, la reazione avviene tra il ferro (Fe) e l'acqua ossigenata (H₂O₂), formando, con una complessa serie di reazioni chimiche in ambiente acido, idrossido ferrico (Fe(OH)₃), acqua e ossigeno gassoso:

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Elettrolisi

Questo metodo è più veloce (impiega ore anziché giorni) ma più complesso. Si deve prendere un barattolo, riempirlo di acqua salata in soluzione satura (cioè aggiungere sale nell'acqua e mescolare finché non inizia a depositarsi sul fondo). Poi occorre fissare con del nastro adesivo due fili elettrici e collegarvi degli oggetti di ferro (graffette, chiodi, ma non pagliette di ferro), come nella figura in basso, in modo che siano immersi nella soluzione (lasciate fuori i fili) ma che non vengano in contatto fra loro. Infine bisogna prendere un alimentatore in CC universale, impostarlo ad almeno 12 V e collegarlo ai due fili. Appena verrà acceso, dal catodo (segno -) inizieranno immediatamente a levarsi delle bollicine di idrogeno, mentre dall'anodo (segno +) inizierà a sprigionarsi un alone giallo-verde:

Dopo un paio di minuti l'alone giallo-verde (cloruro ferroso) si espande, mentre sulla superficie inizia a formarsi una schiuma color arancio. Nel frattempo l'anodo pian piano si ricopre di una sostanza gelatinosa bianca e verde scuro (idrossido ferroso) che a poco a poco si deposita sul fondo. Controllate di tanto in tanto che l'alimentatore non si surriscaldi, in caso staccatelo e aspettate che si raffreddi.

Dopo circa tre ore (ma il tempo può variare) la situazione è simile a quella della foto sottostante. Le bollicine sul catodo sono quasi scomparse, mentre una certa quantità di sostanza verde scuro si è depositata sul fondo. Il resto della soluzione è color giallo-arancio, senza più alcuna traccia di verde. Si può allora staccare l'alimentatore e rimuovere gli elettrodi.

Notare che mentre il catodo (filo azzurro) è rimasto intatto, l'anodo si è consumato fino ad avere una punta affilata come un ago.

Fatto ciò, si agita la soluzione, poi si lascia decantare e si rimuove l'acqua salata in eccesso. Si possono adesso seguire due strade:

1. Si lascia asciugare il tutto a temperature non troppo alte, al sole o su un calorifero. La soluzione da verde passerà ad arancio chiaro (idrossido ferrico).
2. Si fa bollire la soluzione in un vecchio pentolino, finché l'acqua non si asciuga, e poi si lascia sul fuoco finché non si passa dal verde scuro al bruno rossastro (ossido ferrico).

Nel primo caso si otterrà un colore arancio chiaro, come nel metodo precedente, nel secondo una tinta più scura, come nella foto sotto.
In entrambi i casi occorrerà raccogliere il deposito ottenuto, "lavare" via il sale e poi "macinarlo", in un mortaio o tra due pezzi di metallo, per ottenere una polvere fine.

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Il cloruro di sodio (sale da cucina, NaCl) in soluzione acquosa si scinde negli ioni che lo costituiscono:

Il sodio si legherà all'acqua per creare idrossido di sodio e idrogeno gassoso, mentre il cloro lo farà con il ferro, creando cloruro ferroso:

Il cloruro ferroso reagisce con l'idrossido di sodio formando cloruro di sodio, che così ritorna in soluzione, e idrossido ferroso, che essendo insolubile in acqua precipita:

L'idrossido ferroso reagisce spontaneamente con l'acqua per formare idrossido ferrico e idrogeno gassoso:

Se invece l'idrossido ferroso viene posto a temperature più elevate, intorno a 200°C, reagisce con l'ossigeno formando ossido ferrico e vapore acqueo: