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さびの発生プロセス

さびのことをいろいろ調べています。 (ちなみに私は化学が苦手です) よく文献を参照すると、「さびには水分と溶存酸素が大きく関わる」という表現をしています。 水分=水が関わるというのは常識的に分かりますし、文献内の図や化学式を見て更に納得がいくのですが、「~と溶存酸素」という言葉がどうしても理解できません。 水分の中には既に酸素(=溶存酸素)が入ってますよね。それでは、さっきの表現を言い直すと「さびには水素と溶存酸素と溶存酸素が大きく関わる」ということにならないのですか? また上記質問と関連し、 鉄板上に水が大きく溜まった時、さびは水たまりの外側から発生し中心部は進行が遅いですが、なぜですか? 大気と触れていない水の中心は溶存酸素が行き届かないということなのでしょうか? 専門家や理科の先生からすると、とても低レベルな質問かもしれませんが、面倒みてください(T。T) よろしくお願いします!

  • 化学
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質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • ko-masa
  • ベストアンサー率42% (14/33)
回答No.2

最初から結論をいうとさびるというのは 「鉄原子がイオン化すること」です. どういうことかというと Fe→Fe3+ ということです. このイオン化するために必要な条件が 1水の存在 2酸素の存在 ということなのです. 1について 水が存在しないとFe原子は容易にイオンになれません イオンは特別な条件(放射線,プラズマetc) を除けば水中でしか存在しないと考えてもらって 結構です.そのイオンになるための条件です. 決して水素が必要という意味ではありません 2について イオンになるといってもFe3+になるにはFeが酸化 されなければなりません.その酸化剤として 酸素が多い方がいいですよということです. ちなみに 水中に普通に酸素は存在しますが溶存酸素量は 場所によって変わり 海底より大気に近い方が溶存酸素が多いのと 一緒です.深海より大陸棚で魚が生息しやすいのは そういう理由です. だから水溜りの外側から酸化されていきます ちなみに 鉄は酸化されて水酸化鉄Fe(OH)3が赤錆の原因となります (厳密には水酸化酸鉄FeOOHらしい) 鉄がFe3+になっているのがわかるでしょう.

ku-che
質問者

お礼

ありがとうございます! >イオンは特別な条件を除けば水中でしか存在しない >酸化剤として酸素が多い方がいいですよ すごい感激してます。 こうゆうことも知りたかったんですよ! 自分の頭の中の点が線になってきました。

その他の回答 (2)

  • shota_TK
  • ベストアンサー率43% (967/2200)
回答No.3

金属のさび(腐食)というのは、「金属がイオンになって溶け出すこと」と考えていいと思います。 例えば、鉄の場合ですが、 Fe → Fe2+ + 2e- という反応が起きるわけです。 しかし、上記のような反応は単独で起こるわけではありません。 電子(e-)の行き場がありませんからね。 この反応が起こるには、次のような反応が同時に起こる必要があります。 2H2O + O2 + 4e- → 4OH- この反応が起こるには、水(H2O)と溶存酸素(O2)が必要になるわけですね。 さて、生成したOH-とFe2+が反応して、Fe(OH)2、水酸化鉄((2))になります。 ここまでの反応式をひとつにすると、 2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe(OH)2 となりますね。生成したFe(OH)2はさらに酸化されて、 赤さび(Fe2O3・nH2O)、黒さび(Fe3O4・nH2O)、青さび(FeO・nH2O) などに変化します。 中央部の腐食が遅いのは、溶存酸素が少ないからですね。 おわかりになったでしょうか。

ku-che
質問者

お礼

ありがとうございます! 更に >2H2O + O2 + 4e- → 4OH-  とみなさんの解答で理解が深まりました。 shota_TKさんにはもう1つお聞きしたいのですが。 イオン化は私も少々勉強しましたが、 >金属のさび(腐食)というのは、「金属がイオンになって溶け出すこと」と考えていい について。 以前に「イオン化(電離)することは必ず、溶ける(腐食する)ことですか」という質問があり私も関心があったのですが、解決していなさそうなので。  そうなのでしょうか? 鉄で考えると錆ていく経過が早いので容易に理解できますが、銅が緑青になる過程(これもどなたかが質問していましたが)でも同じなのですか? 銅イオンとなりさまざまなものと結びつき、緑青になるのに、どうも腐食した(銅が減った)気がしません。 本当に「イオン化すること=腐食(減る)」と考えてもよいのでしょうか? 長くてスイマセン。 これも頭の中でずっと引っかかってたことでして。

  • dejiji-
  • ベストアンサー率38% (327/858)
回答No.1

>さびには水素と溶存酸素と溶存酸素が大きく関わる ココの考え方が違っているのでは? 水素と溶存酸素と言うことはH2OのHとOを想像されているのでは。 水はあくまでH2Oで、水の中に気体としての酸素が溶解しています。この酸素が鉄と反応して酸化させると思いましたが。 水は酸化反応時に、電子の移動が容易になる役目をしていたのではなかったかな。 錆は水溜りの、これは多分錆びる時の酸素が水の中から(溶存酸素)の酸素の供給より空気からの供給の方が圧倒的に多いので周辺(空気に触れているところ)から錆びて水中の部分より早いのだと思いますが。 何か思うという言葉ばかりですが、参考になれば

ku-che
質問者

お礼

ありがとうございます。 >水はあくまでH2Oで、水の中に気体としての酸素が溶解しています。 これで納得! H2OのOと溶存酸素は別物なんですね。 話がすごく見えました。

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