課題12-02身近な錆を探しましょう

1.設問

問1.身近なところにある錆，この錆を探して，その写真をJPEG形式の画像ファイルで提出してください。
問2.発見した錆びについて、予想される化学反応式を推測し、記しなさい。実験なので、化学反応式が一つとは限らない。複数の化学反応式を仮定してもよい。
問3.発見した錆について，錆を防ぐためにはどんな方法があるか調査し，文章で説明してください。

2.回答

問1
図1は身近にあった錆を示す。

問2
写真の金属を鉄として考える。
錆は鉄などの金属が酸化してできるため、化学反応式は
〈鉄がイオン化〉
Fe→Fe^2＋　＋2e^-
〈水と酸素の存在下で水酸化物イオンができる〉
H2O ＋1/2O2 ＋2e^-　→2OH^-
〈鉄イオンと水酸化物イオンが反応して水酸化鉄ができる〉
Fe^2＋　＋2OH^-　→Fe(OH)3
〈酸素により酸化されて赤錆に変化〉
Fe(OH)2 ＋　H2O ＋　1/2O2 →Fe(OH)3

問3
一般的には金属の表面を塗装して錆を防ぐことができる。逆に錆が発見できるところは塗装が剥がれているところがほとんどである。
塗装によって錆を防いでいると考えられているものとして東京タワーが挙げられる。
合金といわれる防食方法は、基材となる金属に異種金属を添加し、表面に不動態皮膜を形成させて腐食を防ぐ方法である。
防食錆形成といわれる方法は、温度・電位・周辺化学物質をコントロールして金属表面に防食性の錆を形成し、それ以上防食を起こさせない。
めっきと呼ばれる方法は、基材の表面に別の金属を成膜し、先に表面の金属が腐食されることで基材となる金属の腐食を防ぐ。
薬品抑制では腐食を抑制する化学薬品に浸す、もしくは塗布することで金属の腐食を減少させる。
電気防食は金属が腐食しない電位を維持することで腐食を防ぐ。
環境制御は使用環境をコントロールして金属に腐食が置きにくい状態を保つ。