쇠, 철 등이 녹슬게 되는건 어떤 원리인가요?

Question

쇠나 철로 만들어진 물건의 경우, 시간이 오래되거나 물이 닿으면 녹이 슬어버리는데 그렇게 녹이 생기는 과학적인 원리는 무엇인지 궁금합니다.

Answer 1

쇠(철)가 녹슬게 되는 현상은 화학 반응인 산화(reduction)와 관련된 현상입니다. 산화는 물질이 산소와 반응하여 산화물을 생성하는 과정을 말합니다. 산화 반응은 산소 분자가 물질의 표면에 흡착되고, 그와 동시에 전자를 빼앗아 산화물이 생성되는 반응입니다.

쇠(철)가 녹슬게 되는 과정은 다음과 같습니다:

1. 물과 산소: 녹슬음 현상은 물과 산소가 관여하는 과정입니다. 대기 중의 산소가 물 표면으로 운반되어 우리 주위에는 산소가 많이 존재합니다.

2. 산화 반응: 쇠(철) 표면의 일부 원자들이 산소와 반응하여 산화되고, 이를 산화철이라고 합니다. 산화철은 쇠(철) 표면에 녹슬은 색상의 코팅을 형성합니다.

3. 이중 반응: 산화철이 녹슬게 되는 동안, 산화철과 물, 산소가 다시 반응하여 철이온을 생성하고 녹슬은 색상의 물질들이 더욱 발달합니다.

쇠(철)가 녹슬기 시작하는 것은 수분이나 습기가 존재하는 환경에서 더욱 빨라집니다. 녹슬은 현상은 쇠(철)가 노출된 환경에서 주로 발생하며, 공기 중의 습도와 온도에 따라 속도가 달라질 수 있습니다. 산화 반응이 진행되는 동안 녹슬은 코팅이 쇠(철)의 표면을 보호하지 않는다면, 쇠(철)의 구조적인 안정성을 감소시킬 수 있습니다. 따라서 쇠(철) 제품이나 구조물의 보호를 위해 녹슬음을 방지하는 방법들이 여러 가지로 사용됩니다. 이러한 방법에는 도장, 금속의 부식 방지 처리, 아연 도금 등이 포함됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

철 성분은 공기 중의 산소와 만나 반응하거나, 물속에 녹아있는 산소와 만나게 되면 산화철이라는 결합을 하게 되는데,

이 산화철은 철과는 물성이 다르고, 전기전도성과 연성이 떨어지며, 붉은색을 띠고 있습니다.

즉, 우리가 원래 사용하고자 하던 철의 물성치가 사라진 불량품이 되는것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

쇠나 철이 녹슬게 되는 것은 산화라는 화학 반응에 기인합니다. 철은 공기 중의 수소와 산소와 반응하여 철의 표면에 산화물 층이 형성되는데, 이것이 녹슬게 보이는 현상입니다.

녹슬음은 일반적으로 철 또는 철 합금이 수분과 공기 중에 노출되어 오랜 시간 동안 산화되는 과정에서 발생합니다. 철은 공기 중의 수분과 반응하여 수산화철로 변하고, 이후 수산화철은 산소와 반응하여 산화철으로 변합니다. 산화철은 주로 갈색 또는 붉은색으로 보이는 녹슬은 층을 형성하게 됩니다.

이러한 산화 반응은 수분과 공기 중의 산소와의 상호작용에 의해 가속화될 수 있습니다. 특히 습한 환경이나 염분이 많은 공기, 산소와의 접촉이 끊이지 않는 상황에서는 산화 반응이 더욱 빨리 진행될 수 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

철이나 쇠로 만들어진 물건이 녹슬는 것은 철의 산화 반응 때문입니다. 철은 공기 중의 산소와 결합하여 산화철을 형성합니다. 산화철은 철보다 부피가 크기 때문에 철 표면에 얇은 막을 형성합니다. 이 막은 철을 보호하는 역할을 하지만 시간이 지나면 벗겨지게 되고 그 자리에 새로운 산화철이 생성됩니다. 이 과정이 반복되면 철은 점점 부식되어 녹슬게 됩니다