電気化学プロセス:
1。アノードとカソードの形成: 鋼が水分と酸素を含む環境にさらされると、電気化学セルが形成されます。鋼の表面はアノード(酸化が発生する)になり、周囲の環境はカソード(還元が発生する)になります。
2。アノードでの酸化: アノードでは、鋼の鉄原子が電子を失い、鉄イオンに変換されます(Fe²⁺):
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Fe(s)→Fe²⁺(aq) +2e⁻
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3。カソードでの減少: カソードでは、水の存在下での酸素分子が電子を獲得し、水酸化物イオンを形成します(OH⁻):
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o₂(g) +2h₂o(l) +4e⁻→4oh⁻(aq)
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4。錆の形成: 鉄イオン(Fe²⁺)および水酸化物イオン(OH⁻)は反応して、緑色の白い化合物である鉄水酸化第一鉄(Fe(OH)₂)を形成します。これはさらに酸素と水と反応して、水酸化第一鉄(Fe(OH)₃)を形成します。これは錆とも呼ばれます。これは、一般的に腐食と関連する赤茶色の酸化物です。
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fe²⁺(aq) +2oh⁻(aq)→fe(oh)₂(s)
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4fe(oh)₂(s) +o₂(g) +2h₂o(l)→4fe(oh)₃(s)
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酸素の重要性:
* 電子受容体: 酸素は腐食プロセスで一次電子受容体として機能し、鉄の酸化を促進します。酸素がなければ、腐食反応は大幅に減速します。
*錆の形成: 酸素は、主要な腐食生成物である水酸化第一鉄(錆)の形成に直接関与しています。
* 湿気と酸素: 湿気と酸素の両方の存在は、腐食プロセスに不可欠です。水は導体として機能し、イオンの流れを促進し、酸素は反応に必要な電子受容体を提供します。
要約すると、酸素は電子受容体として作用し、鉄の酸化を促進し、錆の形成につながるため、鋼の腐食に不可欠です。