1. 実験の目的
- 反応速度を測定する方法を知る。
- 反応速度に何が影響するかを知る。
- 錆を防ぐ方法を知るには
2. 錆つく鉄の化学。
錆は、鉄と酸素との反応によって形成される酸化鉄の一般的な用語です。 錆のいくつかの形態は、視覚的に区別可能であり、異なる状況下で形成される。 錆の化学組成は、典型的には水和酸化鉄（III）（Fe2O3。酸化鉄（ＩＩＩ）−水酸化物（Ｆｅｏ（Ｏ Ｈ））を含むことができる。 錆つくことは鋼鉄のような鉄そして合金の腐食のための共通の言葉、です。 他の金属の酸化は同等ですが、これらの酸化物は一般的に錆とは呼ばれません。
純粋な固体鉄は水中で酸化します：
Fe(s)->Fe2+(aq)+2e-
これらの電子は、解離した水素イオン（H3O+(aq)形）および水中の溶存酸素（O2(aq)）と迅速に反応します。:
4e-(aq)+4H3O+(aq)+O2(aq)->6H2O(l)
したがって、上式からわかるように、水が酸性であるほど腐食速度が大きくなります（H3O+(aq)の濃度が大きくなります。)極端に低いpHでは、水素イオンは代わりに水素ガスを生成する電子と反応します：
2H+(aq)+2e-(aq)->H2(g)
上記の式からわかるように、溶液のpH（純水であろうと電解質を含む水であろうと）が上昇する。 これはOHイオンの形成をもたらす（水域が著しく大きい場合、pHは急激に上昇しないが、純粋な水中でさえOHイオンが常に存在するので、これは結果ではない。）カチオンは、その後、OH-またはH+イオンおよび溶存酸素と反応して、錆を構成する様々な化合物を形成する。:
Fe2+(aq)+2OH-(aq)->Fe(OH)2(s)
4fe2+(aq)+4H+(aq)+O2(aq)->4fe3+(aq)+2H2O(l)
Fe3+(aq)+3OH-(aq)
Fe(OH)2(s)
4fe2+(aq)+4H+(aq)+O2(aq)->4fe3+(aq)+2H2o(l)
Fe3+(aq)+3OH-(aq)->Fe(OH)3(S)
上記の式から、pHおよび溶存酸素の量が反応の結果に影響を与えることがわかる。 限られた分解された酸素が付いている水では黒い固体および一般に呼ばれたlodestoneであるFe3O4（s）は形作られます、:
6fe2+(aq)+O2(aq)+12OH-(aq)->2fe3o4(s)+6H2o(l)
多孔質Fe(OH)3錆はゆっくりと結晶化した形に崩壊することがあり、これはおなじみの赤茶色の錆です。
2fe(OH)3(s)->fe2o3•h2o(s)+2h2o(l)
3. 防錆＝＜5409＞仕上げ
| 名前 | 写真 | 特徴 |
| 共通の釘 |  |
明るい一般的な爪には仕上げがありません。 彼らはサイディングやデッキに使用されている場合、錆の縞を引き起こす可能性があります。 水和させた錆は空気および水に透過性であり、錆の表面層が形作られた後でさえも-内部的に-腐食し続けるように金属がする。 十分な水和が与えられると、鉄塊は最終的に完全に錆に変換して崩壊する可能性があります。 |
| 電流を通された釘 |  |
釘を耐腐食性にする一般的な方法は、亜鉛でそれらを被覆することである。 熱浸された（H.D.）釘は溶解した亜鉛でそれらを浸すことによって電流を通されました。 Electrogalvanized釘は亜鉛とめっきされ、熱浸された釘ほど防蝕ではないです。 第三のプロセスは、爪の上に亜鉛をピーニングします。 釘の表面を荒くすることによって、すべてのこれらの処置は–特に熱浸ること-釘の保持力を高めます。 これらは犠牲的な陽極として酸化するよりもむしろ一度傷付けられた表面を保護する酸化亜鉛に頼ります。 この写真では、銀色は亜鉛です。 亜鉛の錆は白いです。 |
| ビニールコーティングネイル |  |
腐食制御はコーティングを使用して空気（酸素）および水のような環境からの金属を隔離するのにすることができます。 塗料、ワックス、ビニールおよびセメントは、コーティングのために一般的に使用される物質である。 ビニールのコーティングはまたより大きい保持力を提供する。 この写真では、黄色はビニールコーティングによって引き起こされます。 しかし、コーティングの状態は、さらに不均一な錆をもたらしませんでした。 |
4. 反応速度
反応速度は、化学反応がどのくらい速く起こるかの尺度です。 我々は通常、生成物が生成されるか、または反応物が消費されるどのくらいの速さの観点から反応速度を表現する。 一般的な化学反応の反応速度、aA+bB→pP+qQは、次のように定義することができます。:
錆のために、反応の複雑さのために方程式を書くことは困難である。 これにより、以下のような反応を発現させることができる。
鉄+オイゲン→酸化鉄（錆）
4fe+3O2→2Fe2O3
質量保存の法則によれば、爪と錆の増加した質量は酸素の量です。
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