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鉄が最も錆びやすい水溶液を教えてください!

gooドクター

A 回答 (5件)

3番です。


錆びの成長は面倒くさいのです。
まず、隙間腐食の問題。
実験室内では、たとえば、鉄板を0.5モル硫酸1リットル+Conk HCl1滴なんて溶液中に
鉄板と鉄板の表面に下敷きのようなプラスチック製板を輪ゴムで張りつけて
入れます。これを短時間ですと1-2日、長期間ですと年単位で放置して、変化を観察します。
「プラスチック製板」が存在すると、腐食が進んで簡単に鉄板が解けて穴だらけ担ったりします。

この「プラスチック製板」の代用的機能を果たすぶしつがいくつかあります。
ひとつが、界面活性剤。表面に界面活性剤の膜ができて、この膜の内部にCl-イオンが侵入すると、とたん、錆びが進みます。
その他に、腐りかけた食品とかもなります。

Cl-イオンは、大体の食品に混ざっています。「お酢」と書かれているのです。これが「1%酢酸水溶液」だったらば、不純物としての「Cl-, 各種有機物(腐敗して隙間腐食の原因になる), 各種ゆうきさん(一部弱い界面活性をもつものとか、インヒビターのような特性をもつものを含む)」を考えません。
しかし、「お酢」ですと、Cl-は入っている、変なインヒビターも入っているわけです。

次に、時間の問題があります。短期間ですと、3%塩化ナトリウム水(腐食がもっとも強い濃度)と食用酢では、3%の方が腐食が早いです。しかし、酢酸は、浸透性が強くでて、1-2ヶ月たつと鉄の奥深くまで錆びが進みます。しかも、崩れ落ちるようにはがれていきます。だから、食用酢の方が長期的に見ると強い腐食性が出ます。
しかし、これも、温度の条件や製造元が変化すると別の結果が出ます。

酸素濃度の問題があります。
鉄板を波打ち際に打ちこんでおくと、波があたる部分に鍵って最初に穴があきます。
半年とか1年航海に出た船の巨大なナットがハンマーひとつで割れるなどの現象は、酸素が飽和状態になった海水の水滴がついているので発生します。
つけておく水溶液に酸素を送っているか、酸素がない状態になっているか、で反応が代わってきます。
前者はO2が直接反応するに対して、後者は水が反応して錆びに変化します。
すると、「水溶液の溶存酸素」濃度が同じになっているか、あるいは、溶液の性質から酸素濃度が増えたり減ったりしていないか、という問題になります。
ここでややこしくなるのが「せっけん」と「酢」です。
前者が、ステアリンサンナトリーム(バメルメチン酸ナトリウムを30-60%含有)0.1%水溶液ならばなんとかけんとうがつきますが、「ママレモン」なんて物が入っていると何がなんだかわからない怪しげな反応を起こしてしまいます。
酢は既に書いたとおり何が入っているのか見当もつかない溶液です。
すると、酸素濃度が見当つかないのです。

有機物が入っていると、結晶の成長が特定の方向に限られてしまいます。
すると、おかしな反応が起こって、「何か特定不能」なぶしつがいやってほど現れてくるのです。
だから、わからないのです。

最後に、「水」なので、「水溶液」ではありません。おそらく、飲料水としての水道水を使っているでしょう。
すると、溶存塩素、塩化物イオン(海からの進入)の影響を受けます。微生物も入ってくるでしょう。
すると、蒸留水を使った実験に比べて腐食しやすかったりします。
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基本的に鉄は酸やアルカリの中でも表面に酸化皮膜ができることで腐食が止まります。


しかし、塩化物イオンはこの皮膜を壊してしまう作用があります。
すなわち、食塩水がその中で最も鉄を錆びさせます。
酢と石鹸水は微妙で、砂糖水は最もさびにくいと思います。
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どれでもほぼ同じです。

「水溶液」ということは、50モル/リットル程度の水が存在するわけで、他の成分が多少混ざっていても
Fe + H2O → Fe(OH)n + H+ (電荷・係数は適当に合わせてください)
の反応がnS単位の時間で起こります。
ただ、単分子層のFeOの膜ができるだけなので肉眼でも顕微鏡でも見えません。

この後の酸化皮膜の成長、すなわち、錆びの進行状況はいろいろなぶしつの影響を受けます。
酸素濃度が規定されていないのようなので、溶質の種類よりも酸素濃度の影響が大きく受けるぶしつめいも記載されているので、
「の中で」ては解凍不能。

しかも、「石鹸水、お酢」って隙間腐食も考えなくちゃならないし、インヒビターの溶液って一見「石鹸水」なわけで、難問中の難問です。
隙間腐食はどう考えますか。
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一応聞いておくけど、夏休みの宿題なのかな?



>食塩水、砂糖水、石鹸水、お酢の中で~

この程度なら、実験すれば分かるでしょ?
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「水溶液」が一体何種類あるとお思いなのですか。


そしてその濃さまで考えると……。
あまりに意味のない質問です。

ただ、鉄が錆びると言うことは鉄が酸化すると言うこと。
どういうモノが鉄を酸化させるかは傾向があるのでどうぞご自分でお調べください。
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この回答へのお礼

すいません  ならば、食塩水、砂糖水、石鹸水、お酢の中で最も錆びやすいものを教えてください

お礼日時:2007/08/02 16:00

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