水温の腐食への影響は？

液中にある鉄などの金属の腐食電位や速度は、水温の変化によってどのように変化するのでしょうか？

No.3 ベストアンサー 回答者： k_matsuno 回答日時： 2004/05/22 23:45

まず、鉄などの金属を水に浸漬したときの金属の腐食電位および腐食電流（＝腐食速度）は、ネルンスト式と直接の関係はありません。

なぜなら、ネルンスト式は、単一の電極反応が平衡状態にあるときの電位を記述するものです。

これに対して、水中の金属の腐食反応は、金属の陽極酸化反応と、水中の溶存酸素の電解還元反応や、水の電解による水素発生反応というような陰極還元反応の２つの電極反応の組み合わせ（＝局部電池機構）によって起こっているものですので、平衡状態にありませんから、その電位を決定するためには、ネルンスト式を適用できません。

そして、上記の陽極酸化反応および陰極還元反応の速度がつりあっている状態では、腐食部位の外部に出入りする電流を観測できませんが、実際には、腐食部位に電流が流れており、これが腐食電流であり、そのときの電位が腐食電位です。

次に、温度が上昇したときの腐食電位および腐食電流への影響については、次のとおりに考えられます。

まず、腐食電位は、陽極酸化反応および陰極還元反応のいずれが温度の影響を受けやすいかによって決まり、どちらが影響を受けやすいかは、金属の種類や水に溶解している化学種に応じて異なると考えられ、一概に決まりません。

また、腐食電流については、一般に、温度が高くなるほど、陽極酸化電流および陰極還元電流のいずれも大きくなるので、増加するものと考えられます。

No.2 回答者： noname#21649 回答日時： 2004/05/18 02:37

>ネイルストンの式

>考えられるのですが、どうでしょうか？
これは.
単純系
活量が温度依存ではない
反応系が変化しない
という条件の場合にのみ成立します。これらの条件が成立するときにのみ成り立ちます。

一般化すると.
溶液の成分は常に変化（腐食ですから.たとえば.海水中の鉄板の腐食の場合.塩分濃度が低下すると.なぜか腐食が進むという性質があります。また雨水中のｐｈは降りはじめから振り終わりにかけて大きく変化します）。
活量が温度依存（炭酸がきさんしますので.ｐｈが強く変化します。）。
反応系が複雑怪奇。
たとえば.硫酸-鉄の電解中では.表面をγ酸化鉄が覆うと安定化します。つまり.これ以上腐食が進みません。
しかし.塩素がちょっと存在すると.γ酸化鉄の生成と薄利を繰り返します。ひとつの化学反応では説明できません。
一方.自然界での腐食環境を考えると.塩素イオン（細菌名称が変化したようです）等の海水由来の各主成分.窒素酸化物等の雷由来の各主成分.亜硫酸等の公害由来各主成分.硫化水素など火山由来各主成分.酸素・二酸化炭素等の本来の大気成分.タールなどの各種隙間腐食の原因となる有機物は最低でも存在しますので.はっきり言って.何がなんだか.わからないのです。

ですから.わかりません。やってみてそれからです。
千葉と沖縄に自然環境での放置研究施設がありますので.報告書を探してみてください。

No.1 回答者： noname#21649 回答日時： 2004/05/17 03:19

答え

わからない。

一応１０度温度が上がると反応は１０倍になります。
しかし.「腐食」ですから.皮膜の状態によって大きく変化します。たとえば.沈殿制皮膜で覆われている場合の金属表面で.凍結が発生すると.急激に腐食が促進します。
逆に安定する系になってしまったりするときもあります。

この回答への補足

早速のご回答ありがとうございます。
これに関して一つ私が考えたのが
ネイルストンの式

E＝E^0+RT/nF*lna

から考えると、液温が上昇と共に電位もあがると
考えられるのですが、どうでしょうか？
あくまで一般論、例えば鉄について考えた場合、
このように言うことは出来るのでしょうか？
再度ご教示頂けたら幸いです。
宜しくお願い致します。

補足日時：2004/05/17 12:21