新しい爪の銀色の輝きは、特に長時間要素にさらされたときに、最終的に赤褐色の斑点を示し始める可能性があります。 これはおなじみの錆びの始まりです。 錆の原因は化学的であり、水と酸素との反応を伴います。
さびの化学的原因
腐食の原因は、の存在を必要とします 水と酸素. 水は空気中の二酸化炭素と結合して、弱酸である炭酸を形成する可能性があります。
この酸性溶液が鉄に達すると、2つの反応が起こります。 まず、酸性化した水（優れた電解質-これについては後で詳しく説明します）は、電子を除去することによって鉄の一部を溶解します。 その後、水は水素と酸素に分解し始めます。 遊離酸素は溶存鉄と反応して酸化鉄を形成し、酸化鉄は錆びます。
この説明から、さびの単語方程式を作成できます。
鉄+水+酸素→酸化鉄（錆）
結果として生じるさびの化学反応
結果として生じる錆の化学反応は次のとおりです。
4Fe（s）+ 3O2（g）+ 6H2O（l）→4Fe（OH）3（s）
この多孔質の錆、Fe（OH）3（s）追加の酸素と反応して、Feの式でより結晶化した錆を生成します2O3. xH20. 水和酸化鉄（III）（Fe2O3）約3 / 2Hの水が付着している2O; 水の量は固定されていないため、Hの前のx20.
ただし、この反応は段階的に発生します。
さびの電気化学的プロセス
鉄のような金属は電気化学的プロセスで溶解します。 これは、プロセスが電気化学セルのように機能することを意味します（一般にバッテリーと考えられています）。
ザ・ アノード 金属に応力がかかったり損傷したりする場所になります。 ザ・ 陰極 腐食を受けていない金属の別の部分です。 水は電解質（ブリッジ）として機能し、イオンを輸送して電子の流れ、この場合は鉄のアノード領域を腐食させる電子の流れを維持します。
すべての電気化学プロセスには、次のような化学反応が含まれます。 酸化還元 またはレドックス反応。 酸化還元反応では、電子の移動があります。 腐食中の電子の移動は、金属の表面から取得され、酸素や水素などの適切な電子受容体に移動します。
さびの2段階の化学反応
レドックス反応 多くの場合、反応の中で電子がどのように動いているかを確認するために、半反応として配置できます。 酸化半反応は電子を失い、還元半反応は電子を獲得します。
水が鉄Feと接触すると、鉄は酸化過程で電子を失います。
- アノードでは、酸化半反応：Fe（s）→Fe2+（aq）+ 2_e_-
同時に、カソードでは、還元半反応は次のようになります。
- 酸素ガスの還元：O2（g）+ 2H2O（l）+ 4e- →4OH- （aq）
- または水素の還元：2H+（aq）+ 2e-→H2（g）
- または両方の組み合わせ：O2（g）+ 4H+（aq）+ 4_e_- →2H2O（l）
水素イオンが消費されると、pHが上昇して酸性度が低下し、OH- イオンが水中に現れます。 これらは反応して水酸化鉄（II）を生成し、溶液から沈殿し始めます。
2Fe2+（aq）+ 4OH- （aq）→2Fe（OH）2（s）
さびの発生
水と酸素の両方が容易に入手できるため、鉄を主成分とする合金である鋼でも、最終的に錆が発生します。 止めないでおくと、錆は小さな斑点を越えて続き、表面全体を覆います。
爪の元の形のすっきりとしたラインは、うろこ状の特徴に変わり、次に小さな穴に変わります。 酸化鉄は元の鉄よりもかさばる分子であるため、より多くのスペースを占有し、錆びるときに爪の形状を歪めます。 この歪んだ形状はまた、さびたヒンジがくっついてきしむ原因になります。
時間が経つと、錆がコアに到達し、金属片が手で簡単に壊れることがあります。 水に溶けた塩は錆の原因の一つではありませんが、それはプロセスをスピードアップします。