새 손톱의 은색 광택은 특히 오랜 시간 동안 요소에 노출되었을 때 결국 적갈색 반점을 보이기 시작할 수 있습니다. 이것은 익숙한 녹슬 기의 시작입니다. 부식의 원인은 화학적이며 물과 산소와의 반응을 수반합니다.
부식의 화학적 원인
부식의 원인은 물과 산소. 물은 공기 중의 이산화탄소와 결합하여 약산 인 탄산을 형성 할 수 있습니다.
이 산성 용액이 철에 도달하면 두 가지 반응이 발생합니다. 첫째, 산성화 된 물 (좋은 전해질 – 나중에 자세히 설명 함)은 전자를 제거하여 일부 철을 용해시킵니다. 그러면 물이 수소와 산소로 분해되기 시작합니다. 자유 산소는 용해 된 철과 반응하여 산화철을 형성하고 산화철은 녹입니다.
이 설명에서 녹에 대한 단어 방정식을 만들 수 있습니다.
철 + 물 + 산소 → 산화철 (녹)
녹의 결과적인 화학 반응
부식의 결과적인 화학 반응은 다음과 같습니다.
4Fe (s) + 3O2(g) + 6H2O (l) → 4Fe (OH)3(에스)
이 다공성 녹, Fe (OH)3(s) 추가 산소와 반응하여 Fe의 공식으로 더 결정화 된 녹을 생성합니다.2영형3. xH20. 수화 된 산화철 (III) (Fe2영형3) 약 3/2 H로 물이 부착되어 있습니다.2영형; 물의 양이 고정되어 있지 않으므로 H 앞의 x20.
그러나이 반응은 단계적으로 발생합니다.
녹의 전기 화학적 과정
철과 같은 금속은 전기 화학 공정에서 용해됩니다. 이것은 프로세스가 전기 화학 전지처럼 작동 함을 의미합니다 (일반적으로 배터리로 간주 됨).
그만큼 양극 금속이 응력을 받거나 손상되는 위치입니다. 그만큼 음극 부식되지 않는 금속의 또 다른 부분입니다. 물은 전해질 (다리) 역할을하며 이온을 이동시켜 전자의 흐름을 유지합니다.이 경우에는 철의 양극 영역을 부식시키는 전자의 흐름을 유지합니다.
모든 전기 화학 공정은 다음과 같은 화학 반응을 포함합니다. 산화 환원 또는 산화 환원 반응. 산화 환원 반응에서는 전자의 이동이 있습니다. 부식 된 전자의 전달은 금속 표면에서 가져와 산소 및 수소와 같은 적절한 전자 수용체로 전달됩니다.
녹의 2 단계 화학 반응
산화 환원 반응 전자가 반응에서 어떻게 움직이는 지보기 위해 종종 반 반응으로 배치 될 수 있습니다. 산화 반 반응은 전자를 잃고 환원 반 반응은 전자를 얻습니다.
물이 철인 Fe와 접촉하면 철은 산화 과정에서 전자를 잃습니다.
- 양극에서 산화 반 반응: Fe (s) → Fe2+(aq) + 2_e_-
동시에 음극에서 환원 반쪽 반응은 다음과 같을 수 있습니다.
- 산소 가스 감소: O2(g) + 2H2O (l) + 4e- → 4OH- (수성)
- 또는 수소 환원: 2H+(수성) + 2e- → H2(지)
- 또는 둘의 조합: O2(g) + 4H+(aq) + 4_e_- → 하반기2O (l)
수소 이온이 소모됨에 따라 pH가 올라가고 산성이 낮아지고 OH- 이온이 물에 나타납니다. 이들은 반응하여 용액에서 침전되기 시작하는 수산화철 (II)을 생성합니다.
2Fe2+(수성) + 4OH- (수성) → 2Fe (OH)2(에스)
부식 발생
물과 산소를 모두 쉽게 사용할 수 있기 때문에 대부분 철로 구성된 합금 인 강철에서도 결국 녹이 발생합니다. 멈추지 않고 방치하면 부식이 작은 부분을지나 전체 표면을 덮을 것입니다.
손톱의 원래 모양의 깨끗한 선은 비늘 모양으로 바뀌고 작은 구덩이로 바뀝니다. 산화철은 원래 철보다 부피가 큰 분자이기 때문에 더 많은 공간을 차지하고 녹이 슬면서 못의 모양이 왜곡됩니다. 이 왜곡 된 모양은 또한 녹슨 경첩이 달라 붙고 삐걱 거리는 원인이됩니다.
시간이 지남에 따라 녹이 코어에 도달하고 금속 조각이 손으로 쉽게 부러 질 수 있습니다. 물에 녹인 소금은 녹의 원인 중 하나가 아니지만 프로세스 속도를 높입니다.