금속이 산화 되면 녹이 스는 이유

1. 금속이 녹이 왜 슬까?

철이나 구리, 알루미늄 등의 금속을 공기 중에 놓아두면, 이윽고 그 표면으로부터 금속 특유의 광택이 손실된다. 이것은 표면에 녹이 발생하기 때문입니다. 물질과 산소가 화합물 하는 것을 산화라고 하지만, 금속의 녹도 이 산화라는 화학반응에 의해 발생합니다. 그 가장 친숙한 예가 철의 붉은 녹입니다. 철의 적청은, 철과 공기중의 산소와 수분이 반응하여 생긴 녹(산화철)으로, 이것은 그대로 긴 사이에 두어 두면, 표면으로부터 내부로 점차 진행해 가고, 마침내 철 전체를 초라하게 해 버리는 성질의 녹입니다.

 

그렇지만 금속의 녹은, 이러한 성질의 것만이 아니고, 예를 들면 같은 철의 경우에서도 흑녹이라고 해, 철을 공기 중에서 강하게 가열해 산화시킨 세밀한 녹(사삼산화철)은 , 붉은 녹과는 반대로 철
표면을 막처럼 덮어 내부가 더 이상 녹지 않도록 보호하는 성질의 녹이 됩니다.

흑색을 한 철병이나 프라이팬이 녹슬기 어려운 것은 인공적으로 붙인 흑녹에 의해, 녹으로부터 지켜지고 있습니다.

 

구리의 녹도 1종류 뿐만이 아니라, 공기 중의 산소와 화합물 한 붉은 녹(산화 제1동), 공기 중의 수분과 이산화탄소 등이 반응한 녹색의 녹(녹청), 공기 중에서 강하게 가열하여 산화시킨 흑색의 녹(산화 제2구리), 등이 있어, 이러한 녹도 표면을 막처럼 덮어 내부를 보호하는 역할을 하고 있습니다.
알루미늄도 공기 중에서는 곧바로 산화하여 표면에 희끄무레한 녹(산화알루미늄)의 막이 생긴다.
이것도 내부를 보호하는 녹으로, 이것을 인공적으로 붙인 것이 알루미늄 새시나 카포트, 식기 등에 사용되고 있는
알루마이트입니다.

 

2. 녹슬기 쉬운 금속, 녹슬기 어려운 금속의 차이 및 원리

녹은, 그 금속이 산화됨으로써 할 수 있다고 처음으로 썼습니다만, 산화란, 원래는 글자대로, 어느 물질과 산소가 화합물 하는 것 하지만, 현재는 물질을 구성하고 있는 원자로부터 일부 전자가 취해지는 것으로 생각되고 있습니다.

모든 물질은 원자라고 하는, 매우 작은 흠집이 모여 만들어져 있습니다만, 원자는 한층 더, 플러스의 전기를 가지는 원자핵과, 그 주위를 주위, 마이너스의 전기를 가지는 몇 개의 전자로부터 만들어져 있습니다.

 

보통은 원자핵이 가지는 플러스의 전기량과, 전자가 가지는 마이너스의 전기량은 같기 때문에, 때때로 상쇄되어, 원자는 전기를 두지 않고 있는 중성의 상태가 되고 있습니다. 그러나 중성 원자로부터 일부 전자가 취해지면, 그 원자는 마이너스의 전기량이 줄어 플러스의 전기를 두고, 반대에 의해서부터 전자가 덧붙여지면, 그 원자는 마이너스의 전기량 가 묻어서 마이너스의 전기를 얻게 됩니다. 원자가 플러스 또는 마이너스의 전기를 띤 것을 이온이라고 하며, 이 중 플러스의 전기를 뿜은 것을 양이온, 마이너스의 전기를 뿜은 것을 음이온이라고 합니다.

 

산화는 원자로부터 전자가 잡히는 것이기 때문에 원자가 양이온이 된다는 것입니다. 금속 원자에는, 양이온이 되기 쉬운 성질이 있어, 이것을 금속의 이온화 경향이라고 하고 있습니다. 이 경향은 금속의 종류에 따라 다르고, 경향이 큰 것, 즉 양이온이 되기 쉬운 것부터 순서대로 되는 것이 금속의 이온화열이라고 불리는 것입니다.

 

이것에서 알 수 있듯이, 녹슬기 쉬운 금속과 녹슬기 어려운 금속의 차이는, 그 금속의 이온화 경향이 큰지 작은지의 차이이며, 이온화 ​​경향이 큰 금속일수록 녹기 쉽다고 하는 것입니다.
예를 들어 알루미늄과 철에서는 알루미늄 쪽이 녹슬기 쉽다는 것이 됩니다만, 알루미늄의 흰 녹은, 앞에서도 설명한 대로, 내부를 보호하기 위한 녹이므로, 외형에서는 알루미늄은 녹슬지 않도록 보이는 것입니다.