大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
表示速度の都合、全てのレコードを表示していません。
A.ジンノードSを選んだ。 亜鉛はpH0付近では、ZnとZn??イオンの平衡関係にあり、その電位は-0.939V vs.NESである。しかし、pH9.13を過ぎるとZnとZn(OH)?の平衡となる。
A.AD2D01CA-F5C6-456D-B76A-662A01E63BDE.jpeg
A.E570D689-14CD-499D-97D2-86063A9A7639.jpeg
A.亜鉛を選んだ。 亜鉛は、pH0付近では、ZnとZn2+イオンの平衡にあり、その電位は-0.763V vs. NHEである。 しかし、pH8付近から、ZnとZn(OH)2の平衡となる。 Zn(OH)2は安定であり、Znの酸化はするが、酸化物の成長は遅くなる。 このことから亜鉛をエッチングするには、水溶液を酸性にしておく必要があることがわかる。
A.鉄の防食技術を選んだ。 鉄はpH-2~8でFeとFe^2+イオンが平衡にあり、その電位はおよそ-0.6~-0.5 V vs. SHEであり、pH8~14ではFeとFe3O4の平衡、pH14を超えるとFeとHFeO2-の平衡へと変わる。 鉄の腐食を防ぐためには、鉄の電位を低くしなければならない。 鉄の電位を下げるための手段として鉄よりも酸化還元平衡電位が低い金属と鉄を接続する犠牲陽極法や外部電源を接続する外部電源法がある。
A.DSC_0283.jpg
A.19512005-近純也-エネルギー化学-第十二回平常演習設問2.pdf
A.鉄の電気防食を選んだ。 鉄の電位-pH 図には、腐食の起こり得ない領域(不活性域)、腐食の進行する領域(腐食域)および鉄表面が不動態皮膜に覆われて腐食の進行しない領域(不動態域)の 3 領域が存在する。(鉄の電位-pH 図は設問2で示した。) ここで、通常の土壌中や海洋中のような中性環境中における鉄の腐食を防止するには次の三つの方法が存在する。 1.鉄の電位を不活性域まで卑方向へ移動させる。 2.鉄の電位を不動態域まで貴方向へ移動させる。 3.環境のpHを増大させ,不動態域まで移動させる。 1の方法がカソード防食法、2の方法がアノード防食法というものである。1と2の腐食防止法は、いずれも外部より電気的な仕掛けを用いて初めて可能となる。3による効果は、例えばアルカリ性のコンクリート中の鉄筋が不動態化して腐食しにくい現象を示す。 電気防食法には、流電陽極方式と外部電源方式が存在する。 流電陽極方式は、防食対象物にそれよりも卑な金属を電気的に接続し、両者間の電位差を利用して防食電流を流す方法で、外部電源方式は、直流電源を用い、補助電極をアノードとし、防食対象物をカソードとして通電して防食電流を流す方法である。 流電陽極方式と外部電源方式を比較する。 流電陽極方式は、 ・電源の利用しにくい場所で適用できる。 ・小規模または塗装された対象物に適するが, 高抵抗の環境には適さない。 ・電位分布がかなり均一である。 などの特徴があるのに対して、外部電源方式は、 ・電源の適用し難い場所では適用困難。 ・高抵抗や腐食性の激しい環境でも適用できる。 ・電位は電極近傍で最大となり、遠方へ向かって減衰する。 などの特徴がある。
A.自分は鉄の有機ライニングによるコーティングを選んだ。これはプラスチックなどの樹脂やゴムの膜を鉄の表面にコーティングすることで、長期にわたって防錆効果を維持できる。 用途としては、塗り替えが容易にできない土中や海中のなかに投入する鉄管に使われたりする。
A.image.jpg
A.2CB0DD34-F249-411C-916B-E28C15FEEA3A.jpeg
A.鉄の電気防食を選んだ。これには流電陽極方式と外部電源方式があり、流電陽極方式は対象金属にアルミニウム合金、亜鉛合金またはマグネシウム合金の陽極を接続し、電位差を利用して防食する方法である。外部電源方式は不溶性電極と直流電源装置を設け、受電した交流入力を防食に有効な直流電源に接続して、電源から防食電流を供給する方法である。
A.亜鉛のエッチング技術を選んだ。亜鉛の電位-pH図より、pH2付近ではZnとZn??の平衡にあり、その電位はおよそ-0.8V vs.NHEである。しかし、pH8付近から、ZnとZn(Oh)?の平衡となり、pH14付近からZnとZnO???の平衡となる。水の存在だけでは再びHZnO??になるのは、pH14付近からである。このように、亜鉛は非常に安定な金属である。
A.設問2.png
A.鉄の電気防食を選択した。 鉄は水により電子を奪われ、Fe3+(鉄(Ⅲ)イオン)になり、OH-と反応して酸化鉄(Ⅲ)、すなわち赤錆が生成する。鉄よりも自然電位がマイナスに大きい金属を鋼材に取り付けることにより鋼材が陰極となり腐食が防がれる。
A.189DF2E5-819A-4F34-A312-7A3BE03703B4.jpeg
A.亜鉛のエッチング技術を選んだ。亜鉛は、PH0付近では、ZnとZn??イオンの平衡にあり、-0.8V vs. NHEである。 しかし、pH6.2付近から、ZnとZnOの平衡となり、pH10をすぎるとCuとZnOの平衡となる。 水の存在だけでは再びHZnO2-イオンとなるのは、pH12付近からである。 このように亜鉛は安定な金属であるため、たとえば塩化鉄(Ⅲ)Fe3+/Fe2+水溶液(0.77V vs.NHE)で、 エッチングしようとした場合、HClなどでpHを6.2より小さくしておかないと腐食が進行しづらいと考えられる。
A.16250963680379171107263687905012.jpg
A.鉄を選んだ。 鉄は、pH0付近では、Fe,Fe2+,Fe3+,FeO4(2-)の平衡にあり、pH4あたりからFe,Fe2+,Fe2O3・nH2O,FeO4(2-)の平衡になり、pH9あたりからはFe,Fe2O3・nH2O,FeO4(2-)に加えてFe3O4とFe(OH)2またはHFeO2(-)の平衡となる。 鉄の腐食が応用される例としては、ホッカイロなどがある。
A.2FF758D2-8C34-49A2-B6C8-9C0C61EC0EC4.jpeg
A.鉄 電位pH図.pdf
A.鉄の防食技術である電気防食を選んだ。 鉄は水と接触すると、水の中の陰イオンであるOH?が鉄の電子をとり、鉄がFe??になることで、OH?とFe??が反応してFe?O?となり赤さびが発生する。これは、自由電子なく水に溶けているイオンが動き電流が流れるため、電気化学反応である。例えば、酸素が少ない環境では鉄は電子を奪われ鉄イオンとなり溶けだし、酸素が多い環境では水に溶けている酸素が鉄筋から電子を奪おうとする。すると、鉄が溶ける側が腐食し、鉄の溶けないところは防食される。鉄筋でいうと前者は負極、後者は正極である。 また塩害というものがあり、これは限界値以上の塩化物イオンが鉄筋近傍に到達すると不働態皮膜を破壊し、先ほどのように電気化学反応で腐食が進行してしまうものである。 電気防食は人為的に陽極として貴金属皮膜電極を設置することで、外聞電源で同電極電位を鉄よりも低くし通電すると、鉄筋全体がカソードとなり防食されるという技術である。この技術では、Clが鉄筋から離れるため、塩害にも有効である。 電位pH図は鉄を選んだ。
A.鉄の電気腐食を選んだ。 腐食環境中(導電性媒体)に設置された電極から鉄に直流電流を通電することによって、金属を腐食しない電位にまで変化させ防食する方法を電気防食法という。 防食すべき金属に電流を通電させ、腐食電位よりも卑にする陰極防食ということがあり、通電には防食される金属よりも卑な金属を取り付ける方法(流電陽極方式)と、不溶性(難溶性)電極を設置して直流電圧を印加する方法(外部電源方式)の2通りがある。 また、この技術は海洋構造物では干満帯以深の海水や海底土中での鋼材防食として、陸上でも埋設部の鋼材防食として、最近では、コンクリート中の鉄筋防食としても適用されている。
A.2021-06-30 16.55.22.pdf
A.亜鉛の電位.pdf
A.亜鉛のエッチング技術を選んだ。 亜鉛は、pH0付近では、ZnとZn2+イオンの平衡にあり、その電位は-0.36V vs. NHEである。 しかし、pH6付近から、ZnとZn(OH)?の平衡となり、pH11をすぎるとZnとZnOの平衡となる。 水の存在だけでは再びHZnO2-イオンとなるのは、pH15付近からである。 塩化鉄(III)Fe3+/Fe2+水溶液(0.77V vs.NHE)で、エッチングしようとした場合、pH8.3より小さいと腐食が進行すると考えられる。
A.アルミの防食作用を選んだ。 アルミニウムは酸化皮膜を形成しやすく、加工のしやすさから防食金属として幅広く用いられている。とくに合わせ板として両面の酸化皮膜によって金属腐食をふせぐ方法は数多くの工業製品に用いられており、ラジエーターチューブ材や航空機材に適応されている。
A.05A83F5B-F16F-4640-8669-74830B629B1D.jpeg
A.121A2372-2789-47F4-AF05-BC36EAC84D2D.jpg
A.プリント基板の亜鉛のエッチング技術を選んだ。 亜鉛は、pH0付近では、ZnとZn2+イオンの平衡にあり、その電位は-0.9V vs NHE である。しかし、pH8付近から、ZnとZn(OH)2の平衡となる。これらのことより、Zn2+イオンでは低pH側で、Zn(OH)2は高pH側で安定であることが言える。 腐食や防食が応用される技術として、写真製版である、亜鉛板の写真凸版製版が挙げられる。
A.プリント基板の亜鉛のエッジングを選んだ。亜鉛は、pH0付近では、ZnとZn2+イオンの平衡にあり、その電位は-0.8V vs. NHEである。しかし、PH7付近から、ZnとZn(OH)2の平衡となり、pH13をすぎるとZnとZnO2^2-の平衡となる。 水の存在だけでは再びHZnO2-イオンとなるのは、pH13付近からである。 このように亜鉛は極めて安定な金属であるため、たとえば塩化鉄(Fe3+/Fe2+水溶液(0.77V vs.NHE)で、 エッチングしようとした場合、HClなどでpHを2より小さくしておかないと腐食が進行しづらいと考えられる。
A.CCA28246-C3E9-40CA-A83A-89CA8F33A418.jpeg
A.16279778152052207143571499074489.jpg
A.アルミニウムの腐食と防食 塩酸の中にアルミニウムを漬けた場合,水素ガスを発生しながらアルミニウムは溶けていく。 Al=Al(3+)+3e(-) 3H(+)+3e(-)=3/2H(2) 上の式から Al+3H(+)=Al(3+)+3/2H(2) アルミニウムの腐食反応におけるアノード反応はAlの溶解反応であり,カソード反応には酸や溶存酸素に関する反応が多い。
A.銀の防食加工を選んだ。 銀は、pH0付近では、AgとAg+のイオン平衡にあり、その電位は0.73V vs.NHEである。しかし、pH7付近からAgとAg2Oの平衡になる。 銀は安定な金属であるため、防食加工を施そうとした場合pHを7より小さくしておく必要がある。
A.エネルギー9.jpg
A.8F4CA34D-D689-4628-A452-3EA745BFFA83.jpg
A.鉄を選んだ。鉄はpH0~8付近において、Fe??イオンとFeの平衡にあり、その電位は-0.6V vs SHEである。しかし、pH9付近からFeとFe?O?の平衡となる。pH14付近ではHFeO??イオンとなる。 このように鉄は安定な金属であるため、エッチングをしようとした場合、pHを9より小さくしておかないと腐食が進行しづらいと考えられる。
A.C264C676-2318-4F0F-95E9-7C73604547EF.jpeg
A.鉄を選んだ。
A.鉄の電気防食を選んだ。 電気防食とは、腐食電流を防食電流で打ち消して腐食を防止する防食法のことである。 鉄が自然腐食状態にあり、この鉄の腐食を防止するには、①鉄の電位を不活性域まで卑方向へ移動させる。②鉄の電位を不動態域まで貴方向へ移動させる。③環境のpHを増大させ、不動態域まで移動させる。の3つの方法がある。 ①の方法がカソード防食法であり、②の方法がアノード防食法。これらの腐食防止法は、いずれも外部より電気的な仕掛けを用いて初めて可能となるため、、両者を合わせて電気防食法という。
A.鉄を選んだ。 pH5.0の環境におかれた鉄の電位が-0.20Vであった場合、この鉄は水素発生型の腐食ではなく、溶液中の酸素が還元される酸素消費型の腐食が起こることが電位pH図から読み取れる。腐食を防止する為には、酸化剤である酸素を除去する、環境のpHを高くし不動態にする、外部から電圧をかけカソード分極して不感態にする、アノード分極して不動態にする方法がある。
A.image.jpg
A.亜鉛のエッチング技術を選んだ。亜鉛は、PH0付近では、ZnとZn??イオンの平衡にあり、-0.8V vs. NHEである。 pH6.2付近から、ZnとZnOの平衡となり、pH10をすぎるとCuとZnOの平衡となる。水の存在だけでは再びHZnO2-イオンとなるのは、pH12付近からである。 亜鉛は安定な金属であるため、例をだすと、塩化鉄(Ⅲ)Fe3+/Fe2+水溶液(0.77V vs.NHE)で、 エッチングしようとした場合、HClなどでpHを6.2より小さくしておかないと腐食が進行しづらいと考えられる。
A.S__153509890.jpg
A.4253F5FE-43B6-494A-B33F-176A49467DA5.jpeg
A.アルミニウムのエッチングを選択した。 pH0ではアルミニウムとアルミニウム(ⅲ)イオンの並行であり、電位は―1.7vs.SHEである。 pH4からは水酸化アルミニウムとの平衡になり、 pH9からはAlO2-の平衡に代わる。 アルミニウムは両性であるため、pHに関わらず腐食可能であると考えられる。 https://www.jstage.jst.go.jp/article/jilm/57/8/57_8_371/_pdf/-char/ja
A.C0FAA05D-179B-49D9-8186-8C88024A229D.jpeg
A.亜鉛のエッチング技術を選んだ。 電位が-1.2v以上であるとき、亜鉛はpH8以上では、Zn(OH)2は安定で、Znの酸化は進行するが、金属表面を酸化物または水酸化物が覆い尽くしてしまうと、その後の酸化物の成長は極端に遅くなるため、実質的に腐食反応が停止したのと同じになる。このような状態を不動態と呼び、腐食が進行しない領域と考えることができる。よってpH8以上では腐食は進行しない。しかし、アルカリ性では、Zn(OH)2がZnO2^2-として溶解し、その溶解度が増加するため、腐食域が現れる。また、pHが8以下であるとZn^2+が安定で、これも腐食域になる。 電位が-1.2v以下ではZnが安定していて腐食が起こらない不活性態である。 よって、電位を常に-1.2v以下にしておくか、pHを8~12程度にしておくと、腐食が進行しにくいと考える。
A.鉄の防食技術として、私は鉄の電気防食を選んだ。 電気防食は、水中や土壌中の金属に電流を流し、電位を操作することで腐食を防ぐ方法。水中や土壌中における金属の腐食は、金属から環境中へ電流が流出することによって生じる。流出する電流を腐食電流といい、腐食電流に対抗して環境中から金属へ直流電流を流入させることで、腐食電流の流出を止めることができ、腐食は防止される。
A.199DA732-B7FD-47ED-8AA1-B843C7F73875.jpeg
A.19512097 花車円華 無機工業化学Q94 鉄の電位pH図.pdf
A.鉄の電気防食の技術を選んだ。電気防食の原理は腐食しやすい金属に電極から直接電流を流して、金属を腐食しない電位(防食電位)にまで変化させ防食する。鉄の電位を上げて電子が不動態にし、腐食しないようにする方法を陽極防食法、逆に電位を下げて電子を不活性にすることで腐食しないようにする方法を陰極防食法という。電気防食のメリットは、塗装やメッキができないところの金属に防食ができるところである。例えば、コンクリートの中の鉄心なども電気防食により腐食を防いでいる。コンクリートの中でも電気をずっと流し続けられ、防食ができる。
A.アルミニウムのエッチング技術を選んだ。アルミニウムはpH0付近ではAlとAl3+イオンがあり、その電位は約-1.8V vs. SHEである。pHが4を過ぎると電位が減少する。アルミニウムは表面に保護性が強く自己修復能力を持つ酸化被膜が形成されpHが4~8.5の間では安定になる。アルミニウムはpHが4以下あるいは9以上になると腐食速度が増加するためアルミニウムの腐食は酸性溶液あるいはアルカリ性溶液で起こる。
A.19512100-佐野龍人-電位pH図.jpg
A.Q94_19512101橋本朋弥.pdf
A.鉄の電気防食を選んだ。通電用の電極をコンクリート内部・外部に設置し、外部電源を用いて通電する。そのときの鉄の表面は通電前はアノード反応とカソード反応の両方が起きていたが、電流を流したことによってアノード部とカソード部の電位差が小さくなるので、防食電流によって電位差が打ち消され、鉄の表面上の腐食電流が止まる。これにより、アノード反応は通電用電極上で生じるようになり、アノード反応が起きていたところがカソード反応が起きるようになる。
A.防食の技術として、カソード防食法を選んだ。 金属の腐食を実質的に停止または軽減するために、電流により非防食材の電位を変化させる方法が電気防食法である。電位を卑方向の不感体まで移動させるものをカソード防食法、貴方向の不働態域にするものをアノード防食法という。 アノード電極にグラファイト、酸化鉄あるいは白金などのほとんど消耗しない電極を使い、商用交流の整流出力や太陽電池などにより電流・電位を印加するのを外部電源方式によるカソード防食という。この方式では過大な防食電流を与えると大量の水素ガスが発生するために、材料に水素が吸収されて脆性破壊が起こったり、塗装の劣化・剥離が起こることが考えられる。
A.アルミニウムのエッチング技術を選んだ。 アルミ箔の表面積を拡大する工程をエッチング工程と言う。塩化物水溶液中で直流や交流電流で電気化学的にエッチング処理を行いう。
A.49532DC8-E179-482D-9B80-E15C1F7E7887.jpeg
A.銅のエッチング技術を選んだ。化学薬品などの腐食作用を利用した塑形ないし表面加工の技法である。使用する素材表面の必要部分にのみ(防錆)レジスト処理を施し、腐食剤によって不要部分を溶解侵食・食刻することで目的形状のものを得る。
A.B697FF70-8F59-488F-A654-79F589372B91.jpeg
A.鉄のメッキ技術を選んだ。領域Ⅰは安定域であり、Feとして安定に存在する領域である。領域Ⅱは腐食域といい鉄が溶解し、Fe2+、Fe3+、HFeO2-が安定である。領域Ⅲは不動態域といい、反応生成物である不動態被膜のためにそれ以上に腐食は進まない。
A.19512118-Q94.pdf
A.鉄のエッチング技術を選んだ。鉄は、pH0付近では、-1.6~-0.6vs.NHEの時にFe、-0.6~0.8vs.NHEの時にFe2+、 それより上の時にFe3+ となる。 しかし、pH8付近、0.2vs.NHE付近から、Fe2O3となり、不動態になる。 このように銅は極めて安定な金属であるたエッチングしようとした場合、HClなどでpHを8より小さく、電位を0.2vs.NHEより小さくしておかないと腐食が進行しづらいと考えられる。
A.A8DF3831-E10E-472B-A5A9-68DBB2608E23.jpeg
A.16250342121047713372654969424269.jpg
A.鉄釘の防食作用を選んだ。3価の赤錆は内部に進行するが、3価と2価の黒錆は表面を皮膜で覆い内部に進行しないため、防食に優れている。
A.電位pH図.jpg
A.腐食(湿食)の種類には大きく分けて2種類がある。 一つは、水素発生型腐食である。 主にイオン化傾向が大きい金属つまり卑な金属で、かつ酸性条件下などで起こる腐食。 もう一つは、酸素犠牲型腐食である。 主にイオン化傾向が小さい金属つまり貴な金属で、かつ中性やアルカリ性下などでこの腐食が起こる。 乳酸錯体を含む浴からの Cu2O 半導体の電析について選んだ。(Cu-乳酸-H2O 系の電位-pH 図) 乳酸を加えることで、Cu(II) 種の溶存域を広げることができる。 選んだ図は、高濃度(活量 a= 5)の塩化物イオンを含む、新しい銅電解採取の研究のために描いた Cu-Cl-H2O 系である。 塩化物イオン濃度が高くなると CuCl4^3? といった1価の銅を含む錯体の溶存領域が現れる。 このような1価の銅錯体からの電析をうまく使えば、電解採取の電気量は2価の銅からの場合に比べて半分ですむ。
A.私は鉄のエッジング技術を選んだ。 鉄はFe3+が酸化剤として酸化還元反応を起こし、これが還元されFeCl2となる。この反応はFe3+濃度が高いほど反応速度が高くなる。加工の際には精度を高めるために加工速度を10~50?/minとし、スプレーによりエッジングを行う。
A.image.jpg
A.亜鉛について調べた。亜鉛の電位pH図より、亜鉛は、pH0付近ではZnとZn??の平衡にあり、その電位はおよそ0.82V vs.NHEである。しかし、pH7付近から、ZnとZn(Oh)?の平衡となり、pH14付近からZnとZnO???の平衡となる。水の存在だけでは再びHZnO??になるのは、pH14付近からである。 このように亜鉛は安定な金属であるため、たとえば塩化鉄(Ⅲ)Fe3+/Fe2+水溶液(0.77V vs.NHE)で、 エッチングしようとした場合、pHを小さくすると腐食が進行すると考えられる。
A.エネルギー化学_Q.94.jpg
A.A5521293-6A1B-4D2A-997C-46ED99C83970.jpeg
A.鉄の電気防食を選んだ。鉄の電位-pH 図では,腐食の起こり得ない領域(不活性域),腐食の進行する領域(腐食域)および鉄表面が不動態皮膜に覆われて腐食の進行しない領域(不動態域)の 3 領域が示されている。鉄が自然腐食状態にあるとすると、この鉄の腐食を防止するには次の三つの方法がある。 ①鉄の電位を不活性域まで卑方向へ移動させる。 ②鉄の電位を不動態域まで貴方向へ移動させる。 ③環境のpHを増大させ,不動態域まで移動させる。 1の方法がカソード防食法(cathodic protection)であり, 2の方法がアノード防食法(anodic protection)である。1と2の腐食防止法は,いずれも外部より電気的なしかけを用いて初めて可能となるため,両者を合わせて電気防食法という。電気防食法には, 流電陽極方式と外部電源方式とがあり、流電陽極方式は,防食対象物にそれよりも卑な金属を電気的に接続し,両者間の電位差を利用して防食電流を流す方法で、外部電源方式は直流電源を用い,補助電極をアノードとし,防食対象物をカソードとして通電して防食電流を流す方法である。
A.12、化学エネ.pdf
A.亜鉛と銅 のアノード側での反応(酸化反応) Zn(金属)→Zn+(金属イオン)+ne?・・・ となって亜鉛が溶解(腐食) 亜鉛はは、pH0付近では、ZnとZn2+イオンの平衡にあり、その電位は―0.8V vs. NHEである。 しかし、pH9付近から、Zn2+とZn(OH)2の平衡となり、pH4をすぎるとCuとCuOの平衡となる。
A.半導体工学におけるアルミニウムのエッチング技術を選んだ。アルミニウムは、pH0付近ではAlとAl^3+イオンの平衡にあり、その電位は-1.62 V vs.SHEである。しかしpH5付近からAlとAl2O3-3H2Oの平衡となり、pH9を過ぎるとAlとAlO2の平衡となる。またpH4~pH8.5付近では酸化被膜を生じるため、溶解させておくためにはpH4未満もしくはpH8.5よりも大きくしておく必要がある。このような性質であるため、例えば塩化鉄(Ⅲ)Fe^3+/Fe^2+水溶液(0.77 V vs.NHE)でエッチングしようとした場合、HClなどの酸などによりpHを4よりも小さくしておかないと酸化被膜を生じるため腐食が侵食しづらいと考えられる。
A.19512143_寺澤颯輝_12.pdf
A.CamScanner 08-06-2021 23.46.pdf
A.鉄を選んだ 電位ーpH図の腐食域の電位を示す鉄は腐食し続ける。 人為的に電位を金属の安定域に移動させることができれば、鉄は金属として存在する不活性な状態にできる。 酸化物として安定な領域に移動できれば、金属表面が安定した酸化物で覆われ腐食しない不働態になる。また、図から、溶液がpH2以下の酸性では、電位を変えても酸化物として安定な領域に移動することができないことが分かる。
A.腐食が応用される技術として、金属のエッチングがある。 エッチングは高い硬度の金属に文字を刻む技術である。これはフラットな金属面だけでなく、カーブがあるような金属面にも有用な技術である。 http://www.koei-web.jp/processing/etching.html
A.5F5C5CB0-6FAB-4750-A35F-308104A61096.jpeg
A.0B5BD580-92FD-4910-8312-82734DAB823E.jpeg
A.鉄の防食技術であるステンレスを選んだ。ステンレスとは鉄に約10.5%以上のクロムを含有した合金のことであり、頑丈で錆に強いといわれている。錆とは腐食のことである。またステンレス鋼の表面は主にクロムに酸素と水酸基が結合した非常に緻密で密着性の高い不動態で覆われている。この不動態による皮膜はは引っかき疵等で一部除去されても酸素があればすぐに再生される性質を持っている。このため腐食が進行しない。
A.流電陽極法による鉄の防食について。 鉄よりも卑な金属を鋼材に取り付けることにより、鋼材が陰極となり、腐食が防止される。例えばアルミニウム合金を陽極すると、アルミニウムが溶解し、陰極の鉄の腐食を抑制する。
A.BCBCF24D-268B-4A0E-AF0E-179CC7AC30E3.jpeg
A.image.jpg
A.アルミニウムを選んだ。アルミニウムは、pH0付近では、AlとAl3+イオンの平衡にあり、その電位はV vs. SHEである。 しかし、pH4付近から、AlとAl(OH3)の平衡となり、pH9をすぎるとAlとAlO2-の平衡となる。 以上のような性質を持つため、たとえば塩化鉄(Ⅲ)Fe3+/Fe2+水溶液(0.77V vs.NHE)で、 エッチングしようとした場合、HClなどでpHを4より小さくしておかないと腐食が進行しづらいと考えられる。
A.鉄の電気防食を選んだ。電気防食は、水中や土壌中の金属に電流を流し、電位を操作することで腐食を防ぐ方法である。水中や土壌中における金属の腐食は、金属から環境中へ電流が流出することによって生じる。流出する電流を腐食電流といい、腐食電流に対抗して、環境中から金属へ直流電流を流入させることで、腐食電流の流出を止めることができ、腐食は防止される。電気防食には、卑な金属を電気的に接触させる犠牲陽極法と、外部直流電源を用いる外部電源法がある。
A.19512161_エネルギー化学_12.pdf
A.19512167-安川百音-レポート11-2.pdf
A.亜鉛を選んだ。樹脂等による被覆では初期状態で良好な耐食性が得られますが、被覆の欠陥やキズが付いた場合、露出した鉄は腐食して赤錆が発生する。 亜鉛めっきにキズが付いて鉄が露出した場合、イオンになりやすい亜鉛が鉄より優先して溶け出すため、鉄の腐食は進行しない。めっきが犠牲となって腐食から素地を守るため、この作用を「犠牲防食」と呼ぶ。
A.DSC_0002.JPG
A.鉄の防食技術である電気防食を選んだ。 鉄は水と接触すると、水はほんの少し電離していて、鉄は電子をOH?に奪われる。鉄がFe??になり、OH?とFe??が反応してFe?O?となる。 また、ある濃度以上の塩化物イオンが鉄に到達すると不働態皮膜を破壊し、腐食が進行してしまう。 これを防ぐにはメッキで防いだり、不溶性電極を設置して直流電圧を印加したりする方法がある。また、この技術は水に浸ってしまう構造物の鉄筋として使われている。
A.1625041855554.jpg
A.19512178_エネルギー化学Q94.pdf
A.鉄の電気防食を選んだ。 鉄が自然腐食する環境(pH、電位)にあるとき、鉄の電位を不活性域まで卑方向に変化させる、または鉄の電位を不動態を形成する不動態域まで貴方向に変化させることで腐食を防ぐ技術のことである。 その方式には流電陽極方式や外部電源方式がある。
A.鉄に対する亜鉛メッキの技術を選んだ。 鉄素材に亜鉛メッキを施すと、メッキ層で鉄素地に対して外気を遮断して腐食を防ぐだけでなく、ピンホールが生じて素地の極微部分が露出することになっても、亜鉛と鉄の間が陽極的な挙動をとるため、鉄は変化せず、亜鉛の方が腐食し自己犠牲的に鉄を腐食から守る作用をする。
A.IMG_5238.jpg
A.Q94課題.pdf
A.亜鉛はpHの付近でZnとZn(OH)2イオンの平衡にあり、電位は-1.2~-0.8V vs. NHEである。水の存在だけではpH8以上である。 亜鉛は電位によって変化してしまう。しかし、pHによって変化するのはpH8付近と中性なので安定な金属であるといえる。腐食が進行するのは、電位が高くpHが低いときである。
A.亜鉛のエッチング技術を選んだ。 亜鉛は、pH0付近では、ZnとZn2+イオンの平衡にあり、その電位は-0.36V vs. NHEである。 しかし、pH6付近から、ZnとZn(OH)?の平衡となり、pH11をすぎるとZnとZnOの平衡となる。 水の存在だけでは再びHZnO2-イオンとなるのは、pH15付近からである。 このように亜鉛は極めて安定な金属であるため、たとえば塩化鉄(Ⅲ)Fe3+/Fe2+水溶液(0.77V vs.NHE)で、 エッチングしようとした場合、HClなどでpHを6より小さくしておかないと腐食が進行しづらいと考えられる。
A.エネルギー化学Q094 19512194.pdf
A.19512204_小倉春月_Q94.pdf
A.亜鉛のエッチング技術を選んだ。亜鉛はpH0付近ではZnとZn2+の平衡にあり、その電位は約-0.95V vs.NHEである。しかし、pH8.3付近から、ZnとZn(OH2)の平衡となる。たとえば、塩化鉄(III)Fe3+/Fe2+水溶液(0.77V vs.NHE)で、エッチングしようとした場合、pH8.3より小さくしておけば腐食が進行すると考えられる。
A.鉄のエッチング技術を選んだ。鉄は、pH0付近、-0.5Vvs.SHEでは鉄が安定な領域である。pH0付近、0~0.8Vvs.SHEではFe2+、Fe3+、HFeO2-が安定であり、鉄が溶解する。pH12付近では鉄が不動態化する。
A.01970170-458D-4CE9-9918-C6404E1013A2.jpeg
A.C53DF9EC-4EB5-4737-BBAA-88EA65B61A06.jpeg
A.鉄を選んだ。およそε0=-0.617V以下では、安定域で、鉄が安定である。プールべ図(設問2の図)に示された、Fe2+、Fe3+、FeO4 2-、HFeO2-の領域は腐食域と呼ばれる。鉄が腐食し、その状態が安定となる。Fe2O3、Fe3O4の領域では、不動態域と言い、鉄が不動態化する。つまり、鉄は初期に反応するが、反応生成物である不動態皮膜のためにこれ以上腐食が進まない。
A.亜鉛を選んだ。 亜鉛はpHの付近でZnとZn(OH)2イオンの平衡にあり、電位は-1.2~-0.8V vs. NHEである。水の存在だけではpH8以上である。 亜鉛は電位によって変化してしまう。しかし、pHによって変化するのはpH8付近と中性なので安定な金属であるといえる。腐食が進行するのは、電位が高くpHが低いときである。
A.1BA6D14B-AB34-45DD-BFCA-2BF4D3457D59.jpeg
A.IMAG0279.jpg
A.鉄は、pH0付近では、FeとFe2+イオンの平衡にあり、その電位は0.6V vs. NHEである。
A.鉄の電気防食の技術を選んだ。 これは腐食しやすい金属に電極から直接電流を流して、金属を腐食しない電位(防食電位)にまで変化させ防食する技術である。鉄の電位を上げることで電子が不動態になり、腐食しないようにする方法を陽極防食法、逆に電位を下げて電子を不活性にすることで腐食しないようにする方法を陰極防食法という。この技術のメリットは、塗装やメッキができないところの金属に防食ができるところである。コンクリートの中の鉄心なども電気防食により腐食を防いでいる。コンクリートの中でも電気をずっと流し続けられ、防食ができる。
A.16251634884842595851301367931460.jpg
A.エネルギー化学Q.94 19512223_後藤一成.pdf
A.鉄のカソード防食法を選んだ。例えば、pH5.0の環境に置かれた鉄の電位が-0.20Vであったとする。この状態はpH図において腐食域にあり、溶液中の酸素が還元される酸素消費型の腐食が起こる。 この腐食を防止するために、外部から電圧をかけカソード分極して不感態にする方法がある。これがカソード防食法である。
A.亜鉛めっきを選んだ.亜鉛メッキは鉄鋼材料用の防食めっきとして多く利用されている.亜鉛は両性金属であるため強酸、強アルカリの水溶液には急激に溶解する.このため亜鉛めっきが有効な耐食性を示すのはph6~12.5の範囲である.
A.亜鉛ph.pdf
A.プリント基盤の亜鉛のエッチング技術を選んだ。鉄はpH0付近ではZm2+とZnの平衡にあり、その電位は-0.76vs.NHEである。しかし、pH7手前付近からZnとZn(OH)2の平衡となり、pH10を過ぎるとZnとZnO22-の平衡となる。水の存在だけでは再びHZnO2-となるのは、pH12付近からである。亜鉛は安定な金属なため、塩化鉄などでエッチングしようとした場合pH7以下にしないと腐食が進行しづらいと考える。
A.FBFAD5D8-ED26-4677-B800-1DB5AD6D1193.jpeg
A.鉄のステンレスによる防腐を選んだ。 ステンレスは、錆びの原因となる鉄よりも先にクロムが空気中の酸素と結合(=酸化)し、数nmの非常に薄い不動態皮膜(保護皮膜)を形成して、全体を包み込み、不動態を形成する。不動態被膜は化学変化しにくく非常に強固なので、鉄が酸素と結合しようとする(=錆びる)のを防ぐ。不動態被膜は傷が付くなどして破れることがありますが、瞬時に自己修復できるため鉄が錆びる隙を与えないため、防腐効果が見込まれる。
A.image.jpg
A.調査する金属として、鉄を選択した。鉄の電位pH図を設問2に示す。中性(pH7)の淡水に鉄を入れると、鉄は図中の腐食域中の電位-0.44Vを示し,腐食が起こる。ここで,人為的に電位を金属の安定域に移動させることができれば,鉄は金属として安定して存在する不活性な状態(腐食しない状態)にできる。一方,逆に酸化物として安定な領域に移動できれば,金属表面が安定した酸化物で覆われ腐食しない不動態になる。また,鉄の電位pH図から,溶液が pH2 以下の酸性では,電位を変えても酸化物として安定な領域に移動することができないことも分かる。 すなわち,鉄の置かれた環境において、鉄がどちらかの安定な状態に存在するようにすることで,鉄の腐食を抑制できる。金属の安定域の方向に人為的に移動させる方法を陰極防食という。酸化物の安定域の方向に移動させる方法を陽極防食という。
A.スキャンした書類 17.pdf
A.21E8A59A-7E31-46B8-ACFD-8BF8869E4BDF.jpeg
A.鉄を選んだ。鉄は、pH0~8付近において、不感域となり、Fe??イオンとFeの平衡にあり、その電位は-0.6V vs SHEである。しかし、pH9付近から不動域となり、FeとFe?O?の平衡となる。pH14付近では腐食域となり、HFeO??イオンとなる。 このように鉄は安定な金属であるため、エッチングをしようとした場合、pHを9より小さくしておかないと腐食が進行しづらいと考えられる。
A.プリント基板のエッチング技術を選んだ。銅は、0.34Vの電位であり、中性になるにつれて、銅と銅イオンの平衡ではなくなる。これよりpHが大きくなってしまうと腐食が進んでしまうため、pHは2以下にしておく必要があるとされる。
A.亜鉛のエッチング技術を選んだ。 亜鉛は、pH0付近では、ZnとZn2+イオンの平衡にあり、その電位は約0.82V vs. NHEである。 しかし、pH7付近から、ZnとZn(OH)2の平衡となり、pH13をすぎるとZnとZnO2^2-で平衡となる。亜鉛をエッチング加工する際に用いるエッチング液は硝酸を用いる。亜鉛は硝酸を加えることで不動態を作るため用いられる。
A.2021-06-30 13.31.31.pdf
A.電位pH図.pdf
A.鉄を選んだ。鉄はpH付近ではFe.Fe2+,Fe3+,FeO42-が平衡しており、その電位は-0.60V vs. NHE,0.78V vs. NHE,1.70V vs. NHEである。しかし、pH4付近から、Fe,Fe2+,FeO42-,Fe2O3・nH2Oの平衡となり、pH9をすぎるとFe,FeO42-,Fe2O3・nH2Oの平衡となる。
A.プリント基板の亜鉛のエッチング技術を選んだ。亜鉛は、pH0付近では、ZnとZn2+イオンの平衡にあり、その電位は-0.95V vs. NHEである。しかし、pH8付近から、ZnとZn(OH)2の平衡となる。たとえば塩化鉄(Ⅲ)Fe3+/Fe2+水溶液(0.77V vs.NHE)で、 エッチングしようとした場合、HClなどでpHを8より小さくしておかないと腐食が進行しづらいと考えられる。
A.18645912-62B3-46A9-B596-D4DCEDC2E89D.jpeg
A.エネルギー化学 Q94.pdf
A.アノード防食とカソード防食を選んだ。アノード防食とは、金属材料を電気化学的に防食する方法。水溶液中で金属を陽極として電気分解(アノード分極)すると,金属イオンとして活性溶解する。この電位領域では,印加する電圧が増加するにつれて金属の溶出速度は増加する。さらに電圧を増加させると不動態化する金属がある。アノード防食は,外部電源により防食しようとする金属を不動態化電位まで分極することにより防食する方法である。カソード防食は陰極防食ともいい,金属材料を自然電位より低電位側に分極することにより防食する方法。金属(M)が金属イオン(Mn+)になるアノード溶解反応 M → Mn+ + ne- の速度,すなわち腐食速度は電位が低くなるほど小さくなる。低電位に分極する方法としては,外部電源法と犠牲陽極法とがある。前者は,被防食体を陰極,炭素棒のような不溶性の電極を陽極として,外部電源を使って被防食体の電位を低電位側に分極する方法である。一方,後者は,被防食体よりイオン化傾向の大きい金属を犠牲陽極として被防食体に電気的に接続することにより低電位側に分極する方法である。
A.プリント基板の鉄のエッチング技術を選んだ。鉄は、pH0付近では、電位が約-0.6~0.8vs.SHEで鉄(Ⅱ)イオンとなり、それより大きいと鉄(Ⅲ)イオン、それより小さいと鉄となる。しかし、pHが2を超えたあたりから、鉄(Ⅲ)イオンは発生しなくなり、鉄(Ⅱ)イオンもpHが大きくなるごとに発生しなくなる。変わりに発生するのは、酸化鉄(Ⅲ)の不動態である。このため、腐食の際は酸性条件で行うのが必須である。 https://haikan-hozen.co.jp/2020/03/01/compare-principle/
A.19512267_エネルギー化学12.jpg
A.E418EFD8-6091-42AC-B9EE-0D7E20BB28D1.jpeg
A.亜鉛はpHの付近でZnとZn(OH)?イオンの平衡にあり、電位は-1.2~-0.8V vs. NHEである。水の存在だけではpH8以上である。 亜鉛は電位によって変化してしまうが、pHによって変化するのはpH8付近と中性なので安定な金属であるといえる。腐食が進行するのは、電位が高くpHが低いとき。
A.25℃の水中における鉄の電位-pH図では不感域であるFeの領域は、鉄が安定な領域であり、腐食域の領域は鉄が腐食する。ここでは Fe2+、Fe3+、Fe2O3が安定であり、鉄が溶解する。不動態域の領域は鉄が不動態化する。つまり、鉄は初期に反応するが、反応生成物である不動態皮膜のためにこれ以上腐食が進まない。
A.67BF0474-8CA6-45D4-BF6E-1A267D2C8C6C.jpeg
A.19512273 エネルギー化学.pdf
A.ガードレールの亜鉛のエッチング技術を選んだ。亜鉛はPH9.13までで、電位が-0.939 E/V vs.NHEより高いとZn2+の濃度が増加し、Znの溶解が起こる。逆に電位が-0.939E/V vs.NHEより低いとZnが安定している。次に、PH9.13より大きい場合のことを述べる。電位が-0.410-0.0591PHより高いとZn(OH)2が、低いとZnが安定な領域である。これらのことから、Znが安定している領域は不活性態と呼ばれ、Zn2+の濃度が増加する領域は、Zn2+として溶解が起こるため腐食域と呼ばれる。最後に、Zn(OH)2が安定な領域はZnの酸化は進行するが、金属表面の酸化物あるいは水酸化物が覆いつくしてしまうと、その後の酸化物の成長は極端に遅くなるため、実質的に腐食反応が停止したのと同じになるため不働態と呼び、腐食が進行しない領域と考えることができる。 上記のことから、例えばニオブ(Ⅴ)Nb5+/Nb3+水溶液(-0.75E/V vs.NHE)でエッチングしようとした場合、HClなどでPH9.13より小さくすることで防食することができると考えられる。
A.鉄を選んだ。鉄は、pH2あたりでFe3+とFeの平衡状態にあり、またpH9あたりでFe2+とFeの平衡状態にある。このときの電位はそれぞれ約1.1Vvs.NHE、-0.5Vvs.NHEである。鉄の腐食を抑える方法は3つある。 ①環境のpHを高くし不働態にする方法 ②外部から電圧をかけてカソード分極して不感態にする方法 ③アノード分極を不働態にする方法 鉄の腐食する条件には酸素が特に関わっており、自然現象のもっとも代表的な例はさびである。 これを防ぐための方法として電気防食があり、貴金属被覆電極を設置し、外部電源で通電させることで鉄の電位を低くし、鉄筋全体をカソード状態にする。これにより陰イオンは鉄筋に引き寄せられるようになり、アルカリ回復の手助けとなる。
A.エネルギー化学 Q94.pdf
A.19512285_須藤誠_鉄の電位-pH図.JPG
A.鉄筋の, 電気防食の技術を選んだ. 鉄はpH5付近の環境に置かれている場合, 電位は-0.20 Vである. この状態では鉄の電位-pH図において腐食域にあるが, 水素発生型の腐食は起こらず, 溶液中の酸素が還元される, 酸素消費型の腐食が起こっている. また, この腐食を防止するために, 外部から電圧をかけてカソードである鉄筋を分極させて不働態にする方法と, アノードに外部から電圧をかけて分極させて不働態にする方法がある.
A.鉄について調べた。鉄はFeの時が安定であり、 pHが8以下の時-0.5Vvs.NHEでFeの形をとる。Fe2O3とFe3O4のとき不動態域であり、腐食しない。
A.67660EFD-0623-465A-AE9C-058666019CB2.jpeg
A.鉄を選んだ。鉄はPH0では不感域といい、鉄が安定な域であり、その電位は-2.0~-0.7 vs SHEである。PHが-2~2の間の時に電位が-0.5~0.7 vs SHEではFe2+が安定であり、0.7~2.0 vs SHEではFe3+が安定であり、鉄が溶解する。PHが2~12で、電位が-0.5~1.5 vs SHEの時では不動態域であり、鉄が不動態化する。鉄は初期に反応するが反応性生物である不動態皮膜のためこれ以上腐食が進まないようになっている。
A.374915ED-6FC1-4939-9327-53AA765A8C0A.jpeg
A.19512291_電位pH図.pdf
A.プリント基板の亜鉛のエッチング技術を選んだ。亜鉛は、pH0付近では、ZnとZn2+イオンの平衡にあり、その電位は-0.95V vs.NHEである。pH8付近からZnとZn(OH)2の平衡になり、pH12をすぎるとZnとZnO22-の平衡となる。水の存在だけで再びHZnO2-イオンとなるのは、pH12付近からである。亜鉛は安定な金属であり、塩化鉄(Ⅲ)Fe3+/Fe2+水溶液(0.77V vs.NHE)で、 エッチングしようとした場合、HClなどでpHを2より小さくしておかないと腐食が進行しづらいと考えられる。
A.エネルギー化学 第12回平常演習 設問2.pdf
A.・アルミニウムを選んだ。1) ・防食の応用技術としては、“アルミニウム合金”を選んだ。2) 金属の腐食を防止する手段の一つとして、耐食合金の使用がある。 この耐食合金の例に、アルミニウム合金、またはアルミニウム(純金属)がある。3) 比重が小さい(純アルミニウム2.63)こと、熱および電気の伝導性が高いことが特徴である。 具体的には、航空機や船舶のボディ、高圧送電用電線に利用されている。 粉末状に急冷凝固したのち焼結して高い高温強度を得る合金、リチウムLiを添加して強度/密度の比を高める合金なども開発されている。4) ・電位pH図から、アルミニウム合金は中性の水溶液に対しては良好な耐食性を示すが、酸および塩基に対する耐食性は乏しいと判断した。 (1)openfile419j.pdf (gsj.jp) https://www.gsj.jp/data/openfile/no0419/openfile419j.pdf (2)金属製品の大敵!腐食、さびのしくみと防食 | みんなの試作広場 (minsaku.com) https://minsaku.com/category01/post38/ (3)『日本大百科全書(ニッポニカ)』、小学館、「防食」 (4)『ブリタニカ国際大百科事典』、ブリタニカ・ジャパン、「アルミニウム合金」
A.鉄の電気防食を選んだ。種類としては、イオン化傾向の大きい金属を接続して両者間の電位差を利用した流電陽極方式、直流電源装置と耐久性電極を用いた外部電源方式、選択排流器を設置して軌条と埋没管を接続してぼうしする選択排流方式がある。
A.平常演習Q.94 設問2.pdf
A.亜鉛のエッチング技術を選んだ。 現代の電気化学P.89~P.91を調べた。亜鉛の電位-pH図より、pH2付近では、ZnとZn2+イオンの平衡にあり、その電位は約-0.84V vs. NHEである。 しかし、pH8付近から、Zn2+とZn(OH)2の平衡となる。Zn2+では低pH側でZn(OH)2は高pH側で安定であることがわかり、 図のAの領域は金属Znで腐食が起きない不活性態で、領域CはZn2+として溶解が起こる腐食域である。B領域はZn(OH)2が安定でZnの酸化は進行するが、金属表面を酸化物あるいは水酸化物が覆いつくすと、その後の酸化物の成長が極端に遅くなり、不働態となって腐食が進行しないと考えられる。
A.スキャンした書類 2.pdf
A.E9B8FD1E-BFE7-4E5E-AA21-EC96EF2EEE65.jpeg
A.亜鉛のエッチング技術を選んだ。 亜鉛はpH2付近ではZnとZn2+の平衡にあり、その電位は約-0.95V vs.NHEである。しかし、pH8付近から、ZnとZn(OH2)の平衡となる。水の存在だけで、再びHZnO2^-イオンとなるのはpH15付近からである。 たとえば、塩化鉄(III)Fe3+/Fe2+水溶液(0.77V vs.NHE)で、エッチングしようとした場合、pH8より小さくしておけば腐食が進行すると考えられる。
A.鉄の腐食、防止の技術として、被膜防食の技術を選んだ。空気や水や他の物質が直接触れないように表面をコーティングによって覆いつくし、鉄そのものの腐食や錆の発生を防ぐ。この方法にはコーティングする材料の種類によって、有機被覆、無機被覆、複合被覆に分類することができる。
A.19512314_井上博史_エネルギー化学Q94.pdf
A.IMG_20210630_160256_057.jpg
A.アップロードした図と共に説明する。 領域I(青の部分)は、不感域(安定域)と言い、鉄が安定な領域である。 領域II(赤の部分)は、腐食域と言い、鉄が腐食する。ここでは、Fe2+、Fe3+、HFeO2-が安定であり、鉄が溶解する。 領域III(黄色の部分)は、不動態域と言い、鉄が不動態化する。つまり、鉄は初期に反応するが、反応生成物である不動態皮膜のためにこれ以上腐食が進まない。 『FeO42-?』の部分は、その領域ではFeO42-が生成するらしいと言われているが、詳しくはわかっていない。正確な電位もわかっていない
A.CDB4FBD2-3D29-4748-9205-24ABC091008D.jpeg
A.腐食を用いた工業的な方法をエッチング加工という。エッチング加工が用いられている技術の一つとしてプリント基板の生産がある。プリント基板は絶縁物であるフェノールやガラスエポキシ板に銅箔を張り合わせたものです。油性のマジックインキで配線パターンを描画して不要な部分を腐食し溶解して回路配線を作り生産する。
A.亜鉛の腐食技術を選んだ。 亜鉛はpH2-8の液性ではZnとZn2+イオンの平衡にある。また、その電位は-0.939Vである。しかし、pH8を過ぎたあたりからZnとZn(OH)2の平衡になる。すなわち、Zn2+イオンは低pH側で、Zn(OH)2は高pHが側で安定である。
A.EF8492B4-CE98-41BD-9009-8CB80C13A7B7.jpeg
A.亜鉛のメッキ技術を選んだ。亜鉛はpH8以上では、Zn(OH)2が安定で、Znの酸化は進行するが、金属表面を酸化物あるいは水酸化物が覆い尽くしてしまうと、その後の酸化物の成長は極端に遅くなるため、実質的に腐食反応が停止したのと同じになる。よってpH8以上では腐食は進行しない。しかし、強アルカリ性では、Zn(OH)2がZnO2 2-として溶解するため、腐食域になってしまう。また、pHが8以下であるとZn2+が安定であるため、腐食域になってしまう。 今までの話は電位が-1.2v以上の時であり、-1.2v以下ではZnが安定であるため、腐食が起こらない不活性態である。 よって、亜鉛で腐食を防ぐためには、電位を常に-1.2v以下にしておくか、pHを8~12程度にする必要がある。
A.エネルギー94 19512324見原奈緒.pdf
A.鉄筋コンクリートの電気防食を選んだ。 鉄は、腐食しやすい金属であるため、電極から直接電流を流して、金属を腐食しない電位(防食電位)にまで変化させ防食する技術である電気防食を行う。 これによって、塩素や二酸化炭素から腐食を守る。
A.エネルギー化学 94.pdf
A.プリント基板の鉄のエッチング技術を選んだ。鉄は、pH0付近では、電位が約-0.6~0.8vs.SHEで鉄(Ⅱ)イオンとなり、それより大きいと鉄(Ⅲ)イオン、それより小さいと鉄となる。しかし、pHが2を超えたあたりから、鉄(Ⅲ)イオンは発生しなくなり、鉄(Ⅱ)イオンもpHが大きくなるごとに発生しなくなる。かわりに発生するのは、酸化鉄(Ⅲ)の不動態である。
A.19512329-平常演習94.jpg
A.鉄pH図.jpg
A.鉄の電気防食を選んだ。 電気防食とは、金属に電気を通すことで、腐食の起こらない防食電位に変化させて腐食を防ぐ工法のことである。 鉄は水に触れると、水が僅かに電離し、鉄は電子を水酸化物イオンに奪われる。 鉄が鉄(Ⅲ)となり、水酸化物イオンが鉄(Ⅲ)と反応して酸化鉄(Ⅲ)となる。 また、ある濃度以上の塩化物イオンが鉄に触れると、不動態被膜を破壊し、腐食が進行する。 以上で説明したような腐食を防ぐためにメッキを使用したり、不溶性電極を設置して直流電流を印加したりする方法がとられる。 電気防食は主に海洋・水中・土壌中などの環境に置かれた構造物の防食のために用いられてきており、塗装やメッキを施すことが出来ない環境下の対象物にも適用できる。
A.亜鉛のメッキ技術を選んだ。亜鉛はpH9以上では、Zn(OH)2は安定していてZnの酸化は進行する。金属表面を酸化物または水酸化物が覆い尽くすと、その後の酸化物の成長は極端に遅くなるため、実質的に腐食反応が停止したのと同じになる(不働態になる)。よってpH9以上では腐食は進行しない。しかし、強アルカリ性条件下では、Zn(OH)2がZnO2 2-として溶解する。そのため、腐食域になってしまう。また、pHが9以下であるとZn2+が安定であるため、腐食域になってしまう。 上記の内容は電位が-1.2v以上の時であり、-1.2v以下ではZnが安定していて腐食が起こらない不活性態である。 よって、亜鉛で腐食を防ぐためには、電位を常に-1.2v以下にしておくか、pHを9~12程度にする必要があると考える。
A.19512332 電位pH図.pdf
A.アルミニウムのエッチング技術を選んだ。アルミニウムはpH0付近ではAlとAl3+イオンの平衡にある。また、その電位は約-1.8V vs. SHEである。pHが4を過ぎると電位が減少する。アルミニウムはpHが4~8.5の間では表面に保護性が強く自己修復能力を持つ酸化被膜が形成され安定になるため、溶解させておくためにはpH4未満もしくはpH8.5よりも大きくしておく必要がある。アルミニウムはpH4未満もしくはpH8.5よりも大きくなると腐食速度が増加するため、アルミニウムの腐食は酸性溶液あるいはアルカリ性溶液で起こると考えられる。
A.エネルギー化学_Q94.pdf
A.5436FBB6-9BE8-46A2-B914-BA8C0D8F6D75.jpeg
A.鉄の電気防食について 構造物の表面付近に設置した陽極から,コンクリート中の鋼材へ直流電流を供給することによって,電気化学的に鋼材表面の腐食電池の形成を抑制し,コンクリート構造物の劣化を防止する方法である。
A.鉄、トタンを選んだ。通常鉄板は水が付着すると水に溶けた酸素が電子を奪い酸化されていく。そこで鉄表面にイオン化傾向の大きい(鉄よりイオンになりやすい)亜鉛をメッキする。そうなると亜鉛イオンが優先して溶けだし、先に電子を酸素に渡すので鉄の酸化が防げる。
A.IMG_20210705_180619.jpg
A.96CFD990-79E0-4286-A556-A5F07ECD5A70.jpeg
A.亜鉛のエッチング技術を選んだ。 エッチングとは、腐食作用を利用して行う表面加工のことである。 亜鉛はpH0付近では、ZnとZn^2+イオンの平衡にあり、その電位は約-0.8Vvs.NHEである。しかし、pH6付近からZnとZn(OH)2の平衡となる。水の存在だけでは再びHZnO2^2-イオンとなるのは、pH15付近からである。このように亜鉛は極めて安定な金属であるため、エッチングしようとした場合、pHを6より小さくしておかないと腐食が進行しづらいと考えられる。
A.鉄のエッジング技術を選んだ。 鉄は、第二鉄イオンが酸化剤として作用する酸化還元反応であり塩化第二鉄自身に還元されて塩化第一鉄になる。第二イオンの濃度が高いほど反応速度が早くなるくなるが、実際は遅くなる。精度よく加工するためには加工速度は10?50?/minの範囲に調整され、スプレーによりエッジングする。
A.S__45768707.jpg
A.19516101佐藤萌恵.pdf
A.亜鉛を選んだ。 亜鉛はpHの付近でZnとZn(OH)?イオンの平衡にあり、電位は-1.2~-0.8V vs. NHEである。水の存在だけではpH8以上である。 亜鉛は電位によって変化してしまうが、pHによって変化するのはpH8付近と中性なので安定な金属であるといえる。腐食が進行するのは、電位が高くpHが低いときなので注意しなければならない。
<!-- 課題 課題 課題 -->
<li>
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/WebClass/WebClassEssayQuestionAnswer.asp?id=94'>
<q><cite>
電位pH図(プールベダイアグラム)を描こう
</q></cite>
</a>.
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Syllabus.asp?nSyllabusID=11273'>
エネルギー化学
<a/a>・
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID=4895'>
―エッチングと腐食―
</a>
</li>
<!-- 課題 課題 課題 -->
大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。