1。 熱力学:
* 蒸気はより多くのエネルギーを提供します: 気体状態にある蒸気は、液体水よりも多くのエネルギーを持っています。この余分なエネルギーは、反応が起こるために活性化エネルギー障壁を克服するために必要です。
* 冷水の反応性が低い: 冷水はエネルギーが低く、亜鉛と水の間の反応は吸熱です。つまり、開始するにはエネルギーが必要です。これにより、室温で発生する可能性が低くなります。
2。 酸化物層の形成:
* 蒸気は亜鉛と反応します: 蒸気が亜鉛と接触すると、熱とエネルギーにより蒸気が酸素と水素に分解されます。酸素は亜鉛と反応し、酸化亜鉛(ZNO)の薄い層を形成します。
* 酸化物層は障壁として機能します: 酸化物層は比較的安定しており、保護バリアとして機能し、亜鉛と蒸気の間のさらなる反応を防ぎます。
* 冷水は反応しません: 冷水では、反応が遅すぎて酸化物層が非常にゆっくりと形成され、亜鉛との継続的な反応が可能になります。
3。 化学反応:
* 蒸気との反応: 亜鉛と蒸気の間の反応は、次のように表現できます。
Zn(s) +h₂o(g)→zno(s) +h₂(g)
* 冷水との反応はありません: 冷水では、反応はエネルギー的に好ましくなく、進行しません。
要約:
亜鉛と水の間の反応は、エネルギーの利用可能性に依存しています。蒸気は、そのエネルギー含有量が高いため、反応が発生するために必要なエネルギーを提供します。一方、冷水は必要なエネルギーを欠いており、反応は保護酸化物層の形成によって防止されます。