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なぜアルミニウムは酸素化物に向かって受動的であるのですか?

アルミニウムは、その表面に保護酸化物層が形成されているため、硝酸(hno₃)やクロム酸(h₂cro₄)などの酸素酸に向かって受動的です。プロセスの内訳は次のとおりです。

* アルミニウムの反応性: アルミニウムは非常に反応性のある金属です。理論的には、酸と容易に反応してアルミニウム塩を形成し、水素ガスを放出する必要があります。

* 酸化物層の形成: アルミニウムが空気にさらされると、酸素と急速に反応して、酸化アルミニウムの薄くて透明で密着した層を形成します(al₂o₃)。この層は非常に安定しており、さらなる反応に対する障壁として機能します。

* 不動態化: この酸化物層は、酸が基礎となるアルミニウム金属と直接接触するのを防ぎます。酸は酸化物層に浸透することができず、反応を効果的に阻害します。

なぜ酸化物層がそんなに保護されているのですか?

* 強い結合: アルミニウム酸化物層は強力なイオン結合によって結合されており、非常に安定して壊れるのが困難です。

* 絶縁特性: 酸化物層は優れた絶縁体であり、酸がアルミニウムと反応するために必要な電子の流れを防ぎます。

* 自己癒し: 酸化物層が傷または損傷している場合、空気中の酸素と反応することにより、すぐに修復します。

受動性の例外:

アルミニウムは一般に酸素化物に向かって受動的ですが、いくつかの例外があります。

* 濃縮酸: 非常に濃縮された酸素化物の存在下では、酸化物層が溶解する可能性があり、酸の基礎となるアルミニウムとの反応につながります。

* 高温: 高温では、酸化物層の安定性が低くなり、酸による攻撃を受けやすくなる可能性があります。

* 還元剤の存在: 硫化水素(H₂S)のような特定の還元剤は、酸化物層と反応してそれを分解し、酸攻撃に対してアルミニウムを脆弱にすることができます。

要約すると、酸素化に対するアルミニウムの受動性は、その表面に安定した保護酸化物層の形成によるものです。この層は、酸が金属と直接接触するのを防ぎ、反応を効果的に阻害します。

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