Eetikka auttaa liuottamaan rautaoksidia (punaruskeita jälkiä), jotka muodostuvat ruostumattomaan teräkseen, kun taas alumiini pelkistää rautaoksidia rauta- ja alumiinioksidiksi.

Tällöin ja silloin tällöin törmäämme elämäntaparemonttiin, joka hämmentää meitä kaikkia. Olin hiljattain lamaantunut tempusta, jolla äitini puhdisti ruostumattomasta teräksestä valmistetun pannunsa. Hän oli valmistanut aiemmin viikolla päivälliseksi palanutta valkosipulikanaa. Kanasta tuli hyvää, mutta pannulle ei käynyt yhtä hyvin. Pannun koko pintaan oli jäänyt palojälkiä. Äiti käytti pannun puhdistamiseen tavallista etikkaa ja alumiinifoliota ajattelematta asiaa sen enempää. Muutaman hankauksen jälkeen pannu näytti kuin uudelta.

Miten etikka ja alumiinifolio auttoivat puhdistamaan nuo ikävät palojäljet? Onko äitini joku alkemisti? Vai vain minua fiksumpi? Jälkimmäinen on varmasti totta, mutta perehdytäänpä ensin mainittuun.

Mitä tapahtuu, kun kokkaat ruokaa ruostumattomasta teräksestä valmistetuilla astioilla?

Kerrataanpa ensin lyhyesti ruostumattomasta teräksestä.

Ruostumaton teräs ei ole luonnossa esiintyvä aine. Itse asiassa ruostumaton teräs on teräksen seos, johon on sekoitettu elementtejä, kuten kromia, nikkeliä, alumiinia ja hiiltä. Seos on kahden eri metallin tai metallien ja epämetallien yhdistelmä. Seoksilla on ominaisuuksia, jotka eroavat niiden muodostavista alkuaineista. Siten seostamalla voidaan säilyttää yhden ainesosan halutut ominaisuudet, kun taas sen heikkoudet voidaan poistaa lisäämällä toista metallia tai ei-metallia.

Rauta ja hiili ovat ruostumattoman teräksen pääkomponentteja. Niiden yhdistetyt ominaisuudet tekevät ruostumattomasta teräksestä korroosionkestävää ja erittäin sitkeää. Lisäksi se tekee niistä ihanteellisen valinnan keittoastioiksi.

Nyt, mitä oikeastaan tapahtuu, kun valmistat ruokaa ruostumattomasta teräksestä valmistetussa astiassa?

Kun valmistat ruokaa ruostumattomasta teräksestä valmistetussa astiassa, käynnistät tietämättäsi ruostumattoman teräksen ja hapen reaktion lämmön vaikutuksesta. Korkea lämpötila helpottaa ruostumattomassa teräksessä olevan raudan hapettumista. Rauta yhdistyy käytettävissä olevan hapen kanssa muodostaen rautaoksideja.

Reaktion lopputuote on ruosteen näköinen materiaali (rautaoksidi) astian pinnalla. Nämä rautaoksidit ovat aineita, joista sinun ja minun (mutta ei äitini) on vaikea päästä eroon.

Jos rautaoksidit ovat niin vaikeita poistaa, miten etikka ja alumiini saavat ne katoamaan niin helposti?

Miten etikka ja alumiinifolio auttavat ruostumattoman teräksen puhdistamisessa?

Eetikalla ja alumiinifoliolla on molemmilla yhtä tärkeä rooli ruostumattoman teräksen puhdistamisessa. Etikka auttaa liuottamaan rautaoksidia, kun taas alumiinifolio varmistaa, että liukeneminen jatkuu, kunnes viimeisetkin rautaoksidimolekyylit ovat liuenneet. Puhdistusprosessi tapahtuu siis kahdessa vaiheessa tai kahdessa kemiallisessa reaktiossa. Ensimmäinen tapahtuu rautaoksidin ja etikan välillä ja toinen rautaoksidin ja alumiinin välillä.

Etikan rooli

Eetikka on etikkahapon liuos yhdistettynä erilaisiin aromiaineisiin. Yleisesti käytetyt etikkalajikkeet, kuten omenaviinietikka ja valkoviinietikka, sisältävät 6-8 % etikkahappoa. Etikkahappo itsessään on heikko happo, mutta riittävän vahva liuottamaan joitakin metallioksideja.

Eetikka reagoi rautaoksidin kanssa muodostaen rauta-asetaattia. Rautaoksidin ja etikan reaktion kemiallinen yhtälö on:

Kuten näet, jokainen molekyyli rautaoksidia vaatii kuusi molekyyliä etikkaa liuetakseen. Tämän seurauksena liuos kyllästyy melko nopeasti, kun taas liuenneen rautaoksidin määrä on minimaalinen. Kun liuos on kyllästynyt, ensimmäisen reaktion sanotaan olevan tasapainotilassa. Rautaoksidit eivät enää jatka liukenemista. Tässä kohtaa alumiini, ”tasapainon häiritsijä”, astuu kuvaan.

Alumiinin rooli

Alumiini auttaa jatkamaan rautaoksidin liukenemista. Hapella on suurempi affiniteetti alumiiniin kuin rautaan, joten kun rautaoksidi joutuu kosketuksiin alumiinin kanssa, se menettää happea alumiiniksi. Reaktion lopputuotteena syntyy rauta- ja alumiinioksidia. Tämän reaktion kemiallinen yhtälö on:

Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3

(Tässä Al = alumiini. Al2O3 on alumiinioksidi)

Alumiini on reaktiivisempi kuin rauta, joten hapella on luonnollisesti suurempi affiniteetti alumiiniin.

Tässä tapauksessa raudan sanotaan läpikäyneen pelkistymisen. Pelkistymisreaktio on reaktio, jossa alkuaine menettää happimolekyylejä. Alumiini saa näitä happimolekyylejä ja käy siten läpi hapettumisen. Reaktiota, jossa hapettuminen ja pelkistyminen tapahtuvat samanaikaisesti, kutsutaan redox-reaktioksi. Näin ollen rautaoksidin ja alumiinin välinen reaktio on redox-reaktio.

Kun alumiini pelkistää rautaoksidia raudaksi, rautaoksidin pitoisuus liuoksessa pienenee. Tämä häiritsee ensimmäisen reaktion tasapainoa. Jotta tasapaino saavutettaisiin uudelleen, etikkaan liuotetaan nyt lisää rautaoksidimolekyylejä. Tämä sykli jatkuu, kunnes rautaoksidimolekyylejä ei ole enää jäljellä.

Johtopäätös

Näin tavallinen etikka ja ruokaan kääritty alumiinifolio voivat auttaa ruostumattoman teräksen puhdistamisessa. Puhdistusprosessi on syrjäyttämisen ja redox-reaktion yhdistelmä. Rauta syrjäyttää vetyä etikassa muodostaen rauta-asetaattia, kun taas rautaoksidin ja alumiinin välinen reaktio on redox-reaktio. Nämä kaksi reaktiota yhdessä auttavat liuottamaan ja siten pesemään pois kaikki rautaoksidijäljet ruostumattomasta teräksestä. Pelkkää etikkaa voidaan käyttää myös pinnallisten ruostejälkien puhdistamiseen, mutta isoissa töissä näiden kahden yhdistelmä on kuningas!