녹 공기와 습기에 노출되었을 때 철이나 철 표면에 나타나는 적갈색 얼룩입니다. 금속철은 공기와 접촉하면 불안정하기 때문에 금속철이 산화철 또는 수산화철로 산화되어 형성되며 일반적으로 FeOOH라는 화학식으로 표시됩니다.
녹은 다음과 같은 구조를 크게 손상시키기 때문에 사회의 주요 문제입니다. 교량, 건물, 차량, 엔진 등 수리에 많은 비용이 소요되며 유지. 녹은 부식의 일종으로 금속 및 합금이 파괴되는 자연 현상입니다. 현재 녹 형성의 영향을 줄이기 위해 아연 도금과 같은 여러 기술이 사용됩니다.
읽기: 소금 공기는 금속 부식과 어떤 관련이 있습니까?
이 기사의 주제
- 1 - 녹에 대한 요약
- 2 - 녹이 발생하는 원인은 무엇입니까?
- 3 - 녹은 어떻게 발생합니까?
- 4 - 녹의 종류
- 5 - 녹의 화학적 조성
- 6 - 녹의 결과
- 7 - 녹을 피하는 방법은?
- 8 - 녹과 부식의 차이점은 무엇입니까?
녹 요약
녹은 철 표면과 공기 및 습기와 접촉하는 철 합금에 형성되는 적갈색 얼룩이 특징입니다.
녹은 대기 산소의 존재 하에서 불안정한 철이 산화철 및 수산화철로 산화될 때 형성됩니다.
일반 화학식 FeOOH로 나타낼 수 있습니다.
녹의 주성분은 수화된 산화철 III, Fe2영형3∙H2영형.
녹은 유지 보수 비용이 높기 때문에 국가와 기업의 주요 문제입니다.
그것은 금속 구조를 기계적으로 약화시키기 때문에 주요 구조적 영향을 일으킵니다.
음극 보호 및 아연 도금과 같은 녹을 줄이거나 완화하는 기술이 있습니다.
녹 형성은 부식의 한 유형입니다.
녹의 원인은 무엇입니까?
녹은 대기에 노출되거나 자연수에 잠길 때 금속 표면, 특히 철 및 철 합금에 나타나는 적갈색 얼룩. 그 경우, 금속철(Fe) 산화물의 혼합물로 산화된다(Fe2영형3∙H2O와 Fe3영형4) 및 수산화물(Fe(OH)2, Fe(OH)3)는 일반적으로 녹에 존재하는 모든 철 상을 응축하려는 FeOOH 공식으로 표시됩니다.
녹이 발생하는 과정을 화학적으로 부식이라고 합니다., 재료에 대한 환경 작용의 결과로 표면에서 시작하여 열화됩니다.
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녹은 어떻게 발생합니까?
금속성 철은 산소 기체가 존재할 때 열역학적으로 불안정합니다., 우리 대기의 약 20%를 구성하고 이러한 금속이 가장 자주 노출되는 매체입니다.
이러한 조건에서 산화물은 FeO(산화철 II), Fe를 형성합니다.2영형3 (철 III 산화물) 및 Fe3영형4 (철 II, III 산화물). 물의 존재는 매체를 더욱 공격적으로 만들어 녹(FeOOH) 형성을 촉진합니다.. 염기성 염과 수산화물이 형성되는 데 물이 필요한 것처럼 산화물과 수산화물의 혼합물인 녹에도 물이 필요하므로 상대 습도의 역할이 명확해집니다.
4철3영형4 (들) + O2 (g) + 6H2O(l) → 12 FeOOH(s)
공기의 상대 습도가 높은 지역에서는 소위 부식 더미가 일반적으로 형성됩니다., 전체 또는 부분적으로 금속 표면에 응결(액화)하는 물 시트의 형성으로 인해.
이 경우 관련 종의 표준 감소 잠재력에 주의를 기울여야 합니다.
믿음2+ (aq)/Fe(s): E° = –0.44V
믿음3+ (여기)/Fe2+ (aq): E° = 0.77V
영형2 (g)/OH– (aq): E° = 0.82V
값은 Fe가 O에 의해 산화되는 과정은 화학적으로 자발적입니다.2 물에 용해, 철은 표준 환원 전위가 낮기 때문입니다. 따라서 다음을 수행해야 합니다.
철(들) → 철2+ (aq) + 2 및–
영형2 (g) + 2H2O(l) + 4 및– → 4OH– (여기)
간단히 말해서, 녹 형성은 다음과 같이 주어질 수 있습니다.:
2철2+ (수용성) + O2 (g) + 4 OH– (aq) → 2 FeOOH(s) + 2 H2오(l)
공기 중의 산소 농도는 일정하지만 물에 대한 용해도는 낮습니다(1.4 x 10–3 몰. 엘–1 시간220 °C에서 O), 이는 강철 표면에서 빠르게 소모됩니다(주로 철과 탄소로 구성된 금속 합금). 공기에 의해 지속적으로 보충되지만 이 산소는 매 순간 한 층을 통과해야 합니다. 더 두꺼운 녹층이 강철에 다시 닿아 시간이 지남에 따라 녹의 속도가 느려집니다. 부식.
녹의 종류
녹은 산소와 수분의 양에 따라 색이 달라집니다.
붉은 녹: 철이 풍부하다2영형3∙H2O(수산화철 III 산화물)는 산소가 많고 습도가 높은 환경에서 발생하며 가장 일반적인 형태로 균일하게 형성됩니다.
황청: FeO(OH)H 풍부2O(또는 Fe(OH)3), 습도가 높은 환경, 일반적으로 싱크대 및 욕조 근처와 같이 고인 물이 많은 금속에서 발생합니다.
검은 녹: 철이 풍부하다3영형4, 산소 농도가 낮고 습도가 적당한 환경에서 발생합니다. 흑점으로 나타나며 빠르게 생성되지 않아 전투가 용이하다.
갈색 녹: 철이 풍부하다2영형3, 산소 농도가 높고 습도가 낮은 환경(없는 경우에도)에서 발생합니다. 이 때문에 균일하게 발생하지 않고 표면의 특정 지점에 발생하는 훨씬 더 건조한 유형의 녹입니다.
참조: 부식의 종류는 무엇입니까?
녹의 화학 성분
흔히 말하는 녹은 수화 철 III 산화물(Fe2영형3∙H2O), 그러나 그 구성에 다른 종의 철이 존재한다는 것을 이해할 수 있습니다.. 철처럼 그것은 금속이다 공기 중의 산소와 접촉하면 거의 안정하지 않으며, 이 금속의 일부가 Fe의 얇은 층을 형성하는 것이 정상입니다.3영형4 (마그네타이트) 표면에. 공기 및 습도에서 산소와 지속적으로 접촉하면 결정 형태의 α-FeOOH(침철광) 및 γ-FeOOH(레피도크로사이트)의 FeOOH와 같은 다른 산화된 종을 생성합니다. 이 종은 녹을 따라 층이 겹칩니다.
녹의 결과
녹 형성 과정은 부식 영역 내에 있습니다., 선진국과 선진국의 경제에 큰 영향을 미치는 문제입니다.
전 세계 철강 생산량의 약 30%가 부식으로 손실되는 것으로 추정됩니다., 국가 GDP의 1~5%에 해당하는 비용입니다. 예를 들어 2019년 브라질은 부식 유지에 약 2,900억 BRL(GDP의 약 4%)을 지출했습니다.
교체 비용이 더 많이 들 수 있고 녹이 발생하면 구조적 안전에 심각한 손상을 줄 수 있기 때문에 구조물 유지 비용이 필요합니다.. 산화되면 금속은 우수한 기계적 특성을 잃습니다. 형성된 산화물은 일반적으로 부서지기 쉽고 부품, 구조 및 장비를 손상시킬 수 있습니다. 뿐만 아니라 식품과 같은 경우 포장된 제품도 오염시킬 수 있습니다.
녹슨 부품을 교체하고 유지하는 직접 비용 외에도 간접적인 문제를 일으킬 수도 있습니다. 유지 보수를 위해 폐쇄해야 하는 다리나 고가도로와 같은 구조물은 사람들의 이동에 큰 지장을 초래하여 지역 사회와 일상 업무에 영향을 미칠 수 있습니다. 녹슨 기계는 효율성을 잃거나 유지보수를 위해 생산 라인에서 제거되어 생산성이 저하될 수 있습니다.
녹을 피하는 방법?
현재 금속 부품의 녹 형성을 크게 줄이는 항산화 또는 부식 방지 기술이 이미 있습니다. 그중에서 다음과 같은 몇 가지를 강조할 수 있습니다. 음극 및 양극 보호, 부식 방지 코팅 및 부식 방지제.
음극 보호에서 대상 금속은 구조에 삽입된 산화가 더 쉬운(낮은 환원 전위) 금속으로 보호되어 갈바니 전지를 생성합니다. 이러한 방식으로 삽입된 금속은 양극으로 작용하고 산화한 다음 음극으로 작용하고 환원된(금속) 형태로 남아 있는 관심 있는 금속 구조를 보호합니다. 삽입된 양극은 일반적으로 이 기술에서 "희생 금속"으로 알려져 있는데, 이는 다른 양극 대신 산화되기 때문입니다.
코팅을 사용하면 금속 구조가 산화 환경과 접촉하는 것을 방지하여 녹 형성을 방해하거나 방지하는 장벽을 만듭니다. 예를 들어 파이프, 난간, 문 등을 보호하는 에폭사이드 페인트와 적색 납이 있습니다. 또 다른 알려진 코팅은 덜 귀한 금속으로 철 조각을 코팅하는 아연 도금입니다. 철 구조가 아연 금속으로 코팅된 아연 도금 나사의 경우입니다.
부식 방지제는 녹 형성 과정을 방지하기 위해 환경에 첨가되는 유기 또는 무기 성질의 화학 물질입니다. 아이디어는 보호막을 형성하고 금속에 대한 장벽으로 작용하여 산화 매체와의 접촉을 어렵게 만드는 매체에서 제품을 생성하는 것입니다. 녹 방지 방법에 대한 자세한 내용을 보려면 클릭하십시오. 여기.
녹과 부식의 차이점은 무엇입니까?
녹은 실제로 철과 강철과 같은 합금의 부식 과정에서 형성되는 물질입니다. 부식은 금속 및 합금의 자연 파괴의 모든 과정과 관련되기 때문에 더 광범위합니다. 환경과 금속 및 합금 사이의 화학적, 생화학 적 및 전기 화학적 상호 작용으로 인해 발생 환경. 부식 중에 금속은 산화물, 수산화물, 염 또는 탄산염과 같이 열역학적으로 더 안정적인 화합물로 변환됩니다. 따라서 우리는 다음과 같이 말할 수 있습니다. 녹의 형성은 부식 과정 중 하나입니다.
일부 저자는 녹이 습식 부식 또는 부식 과정의 결과라고 말합니다. 전기화학, 그러한 과정이 일어나기 위해서는 물의 존재가 필요하고 그것이 일어나기 때문에 자발적으로.
출처
AZ 러스트. 녹이란 무엇이며 가장 일반적인 유형의 녹. AZ 러스트, c2023. 가능: https://azrust.com/what-is-rust/.
카르네이로, C. 강철 부식 방지를 위한 지출은 브라질 GDP의 4%에 영향을 미침. SEGS, 2022. 가능: https://www.segs.com.br/mais/economia/338194-gastos-para-conter-corrosao-do-aco-impactam-4-do-pib-brasileiro.
커티스 라이트 표면 기술. 부식의 유형과 금속 표면 처리가 산화를 방지하는 데 도움이 되는 방법. Curtiss-Wright 표면 기술, 2020. 가능: https://www.cwst.co.uk/types-of-rusting-and-how-metal-surface-treatment-can-help-prevent-oxidation/.
메르시에, J. 피.; 잠벨리, G.; 커즈, W. 부식, 열화 및 노후화. 안에: 재료과학개론, 피. 379-399, 2002.
메종, F.; 기마리에스, P. 나. W.; 마니에르, F. 비. 부식: 화학적 현상의 일반적인 예. 학교에서의 새로운 화학. N. 19, 2004. 가능: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc19/a04.pdf.
포포브, b. 아니요. 부식 공학: 원리와 해결된 문제. 옥스퍼드: 엘스비어, 2015.
실바, m. V. 에프.; 페레이라, M. W.; 코다로, E. N.; ACCIARI, H. ㅏ. 탄소강의 부식: 화학 교육의 일상적인 접근 방식. 새로운 화학, V. 38, 아니. 2, p. 293-296, 2015. 가능: https://s3.sa-east-1.amazonaws.com/static.sites.sbq.org.br/quimicanova.sbq.org.br/pdf/v38n2a22.pdf.
스테파노 아라우조 노바이스
화학 교사
금속, 주로 철의 부식은 산화환원 반응의 전기화학 공정에서 발생합니다.
해안 지역의 바다 공기가 금속 구조물의 부식에 기여하는 이유를 이해합니다.
산소로 인한 이익과 피해.
철 부식 방지는 페인트, 특수강 또는 음극 보호로 수행할 수 있습니다.
부식이라는 용어의 의미와 화학적, 전기화학적 및 전해 부식의 차이점을 알아두십시오.
