鉄が酸化する時・・・

質問

何故水に鉄が触れているとすぐに酸化されるんですか？
大学生なのですが、ふと疑問に思ったもので・・・。
空気でも酸素はいくらでもあります。
水の中にも酸素分子ももちろんたくさんでもあるでしょう。
やはり液体の方が酸素分子における空間的制限を受けているために、その液体内で固着（鉄と酸化）し易いからで、
気体なら空間的な制限もなく自由に移動が可能だから酸化し難いんでしょうか？
そして、もし酸素分子が存在せずにH2Oだけの純粋な水ならば参加しないんでしょうか？
くだらない質問ですみません。

回答No.1

noname#21649 · ベストアンサー

金属の酸化は.ちょっと面倒なのですが.
最初の段階は.金属と酸素・水が直接接触して反応します。これは.早いし反応熱も大きいです。金属表面の電荷の不均一が解消されるのですから。ただ.たんぶんし層です。
次に.たんぶんし層の金属酸化膜をとおって（大体の室温程度の固体きん俗の場合）なかから.金属原子が外に移動してきます。これは.たんぶんし層の酸素の電荷に引かれて金属が移動してくる場合です。そして.外部の水や酸素と結合します。
この過程で.金属-酸素の結合が十分強い場合には.金属の交換反応が起こりません。つまり.金属が内部から移動できません。ステンレスに代表されるふどうたいせい金属酸化皮膜の形成です。
しかし.この結合が弱いと表面に存在する酸素の電荷に引かれて内部から金属が移動してきて.次第に酸化皮膜が厚くなり.「さび」として人が理解できるものに発達します。
空気中の酸素原子の濃度に比べて.水中の酸素原子の濃度は高いですから.水の中のほうが結果的に電荷が多く.さびやすいことになります。

鉄のふどうたい皮膜（ガンマ酸化鉄？）を破る性質のある成分は.塩素イオン（最近名称が変わったようなので読み替えてください）で.塩素イオンがあると.酸化皮膜が破壊され.さびが進みます。従って.水中に存在する不純物の影響はあります。

お礼

お返事が遅くなりまして申し訳ございません。
回答どうもありがとうございました。
ちょっと難しかったですが分かりました。
ありがとうございました。