鉄が錆びる仕組みについて調べました。
これまでのところ、以下のような理解です。
□鉄さび = 酸化鉄。
□化学式は Fe(OH)3
・しかし、さびといっても、他にも種類はあるらしい。
□乾燥した状態では、鉄は酸素と勝手に化合したりしない。
□水が鉄の表面につくと、以下の反応が始まる。
・水に、大気中の二酸化炭素が溶けて、酸性(電解質)になる。
・そのため、鉄がイオン化する。(とける)Fe2+
・一方、水は酸素と水素に分離する。 H、O
・そして、水の中で、これらがくっつく。 Fe(OH)3
(1)【以上の理解で、正しいでしょうか・・?】
(2)【水が酸素と水素に分離する、というくだりが微妙です。水って、そんなに簡単に、分離してしまうものなんですか?なんらかの刺激はひつようないのでしょうか?】
■また、以下のサイトも調べました。
http://www.sofutemu.co.jp/page1.html
その結果、新しい事実!として、以下のようなことが書いてありました。
・鉄鋼(鉄のことと考えます)は、エネルギーの強い部分と弱い部分がある。
・水がつくと、”反応が起こり、エネルギーの移動が始まる”。
(強い部分から、弱い部分に、エネルギーが移動する)
・弱い部分に、エネルギーをあげた”強い部分”は、安定するために、OやHと結びつく。
おそらく、以上二つの説明は、同じことを別の言い方で説明しているのでしょうが、、、
(3)【”反応が起こりエネルギーの移動が始まる”・・・の部分を、もう少し詳しく知りたいと思いました・・。】
(4)【もしも自分に理解できるならば、「一体、強い部分、弱い部分とはなんだ?」ということも、知りたいと思いました。】
もしも、ご存知の方がいましたら、どうぞよろしくお願いします!
No.1ベストアンサー
- 回答日時:
少々間違っておられます。
おっしゃる通り、純鉄は乾いた空気中では錆びません。
湿った空気中では、いわゆる「赤錆」という錆ができます。
まず、鉄の表面に微小な水滴が付着します。
その水滴の中に酸素が溶け込んで陽極と陰極ができ「局部電池」が形成され、Fe2+ イオンが溶出します。
恐らくそのサイトの「エネルギーの強い部分と弱い部分……」のくだりは局部電池の陽極と陰極のことでしょう。
(局部電池が分からなければ検索してみてください)
その結果鉄はオキシ水酸化鉄(III) FeO(OH) や酸化鉄(III) Fe2O3 といった三価の鉄化合物になります。
これがどんどん剥がれて内部の鉄がむき出しになって……と繰り返されるのです。
penichiさんは水酸化鉄(III) Fe(OH)3 ができると言っておられますが、実際にはそのような化合物は存在しません。
速やかに脱水してオキシ水酸化鉄(III)になると考えられます。
また、水滴中に塩化物イオン Cl- や硫酸イオン SO4 2- などのイオンが存在すると、錆びはかなり早く進行します。
また、「黒錆」という黒い錆があるのをご存知ですか?
これは酸化鉄(II,III)または四酸化三鉄 Fe3O4 と呼ばれる鉄の酸化物の一種です。
この錆はかなり緻密で、ちょっとやそっとでは剥がれないので内部の鉄を保護してくれます。
その結果鉄の錆びがストップします。言ってみれば「いい錆」なんですね。
鉄釘や鉄鍋がそう簡単に錆びないのはこの錆のおかげです。
丁寧に説明をしていただいて、本当に助かりました。
二つのサイトで、結局なんのことを言っていたのかも、
あれからさらに勉強をして、分かりました。
どうも、ご回答ありがとうございました!
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