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爪のさびは、いくつかの要因に依存する化学反応の結果です。これらの要因は、爪の性質と周囲の環境に直接関係しています。表面と相互作用する多くのイオンを含む酸性で高温の媒体中の多孔性のコーティングされていない鉄の爪は、より速く錆びる状況です。
重要性
爪は錆びやすい金属の一部です。腐食とも呼ばれ、金属物体に化学的損傷を引き起こし、構造の完全性と故障の損失につながる可能性があります。故障は、車両、住宅、橋、およびさまざまな消費財を損傷する可能性があります。さびの化学反応は鉄の酸化(電子の損失)です。
さびの化学
鉄の酸化は、溶液中の鉄を含む電子の損失から始まります。これらの電子は、水と酸素の存在下で水酸化物イオンを生成します。存在する酸素のレベルに応じて、酸化された鉄は+3(高酸素レベル)または+2(低酸素)の正電荷を持ちます。これらのイオンは不安定で、水や酸素と反応し続け、一般的に錆として知られる酸化鉄(Fe2O3)を生成します。
イオン
イオンの形成と反応は、さびの速度を上げるために最も重要です。鉄イオンの形成は、酸性条件および他のイオン(電解質)の存在によって増加する可能性があります。酸性溶液では、より多くの水素イオン(H +)があり、これらのイオンは鉄から電子を取り除きます。そのため、酸性度の増加により、鉄イオンの生成が増加し、それにより錆の形成が増加します。水に塩を追加すると、鉄から電子を取り除くイオンも生成され、同様の結果が得られます。
温度
温度は動きの尺度です。原子レベルおよび分子レベルでは、温度の上昇により相互作用の速度を上げることができます。これは反応速度の増加につながります。さび形成反応の温度を上げると、水、水素、水酸化物の分子運動性が高まり、イオンの生成とさびの形成を増やすことができます。
構造
爪の構造は錆の形成のもう一つの要因です。これは、水とその中に存在するイオンにさらされる表面積の違いによるものです。同じ基本設計(サイズの1/10のスケール)を持つ10本の釘は、同じ質量の単一の釘よりも速く錆びるので、これは重要です。したがって、同じ質量を持つさまざまな爪にもかかわらず、それらの露出した表面積は、さびの形成率を直接変更します。
防止
さびに対する防御の第一線は、釘と空気中の湿気の間に障壁を作ることです。これには、油、塗料、または亜鉛メッキのコーティングが含まれる場合があります。鉄メッキは、錆の形成に対して物理的および化学的バリアを作成する亜鉛コーティングで構成されています。さらに、さびの形成条件を逆にすることでそれを防ぐことができます-アルカリ溶液と低温。