녹이라는게 생기는 원리가 궁금합니다.

Question

안녕하세요.

철이나 쇠에 보통 비를 맞게 되면 녹이 생겨 부식이 되는대요.

이 녹이라는게 어떤 과학적인 원리로 생기는 현상인지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

녹이란 고체가 액체로 변하는 과정을 말합니다. 이 과정은 온도, 압력, 습도 등의 환경 조건에 따라 달라질 수 있습니다.

녹는 원리는 고체 분자들 간의 결합이 약화되어 고체 분자들이 액체 상태로 변하는 것입니다. 고체 분자들은 서로 균일하게 정렬되어 있으며, 고체의 굳은 구조를 유지하고 있습니다. 그러나 고체를 가열하면 분자 운동이 증가하면서 결합이 약해지고 분자들이 서로 움직이면서 구조가 불규칙해집니다. 결합이 약해지면 분자들은 액체 상태로 변하게 됩니다.

녹는 온도는 물질의 종류에 따라 다르며, 물질의 분자 구조와 결합 형태, 환경 조건 등에 영향을 받습니다. 녹는 온도가 높은 물질은 결합이 강하고 고체 구조가 단단하기 때문입니다.

Answer 2

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

철에 녹이 스는 이유는 철(이 공기 중 산소와 물을 만나면 산화 반응을 일으켜 산화철이 됩니다

산화철이 바로 녹입니다

Answer 3

안녕하세요. 이찬호 과학전문가입니다.

부식이란 어떤 물질이 주위 환경에 의해 의도하지 않은 화학 또는 전기반응으로 물질이 열화 되거나 파괴되는 현상을 말한다. 일반적으로 금속의 부식은 금속이 산소와 결합하여 산화되는 것을 의미하며, 철이 산소와 결합하여 산화 철이 되어 녹을 형성하는 것을 대표적인 부식이라고 한다.

Answer 4

철이나 강철이 녹이 생기는 현상은 화학적인 반응에 기인한 것입니다. 이러한 현상을 철의 부식이라고 합니다. 철의 부식은 주로 철이 산소와 반응하여 철의 산화물인 철산화물(Fe2O3)이 형성되는 과정으로 발생합니다. 이 과정은 주로 습기나 물이 존재하는 환경에서 발생하며, 이때 산소와 철 사이에서 일어나는 화학 반응이 주요한 역할을 합니다.

철이 녹는 과정은 다음과 같은 단계로 진행됩니다:

1. 산화 반응: 철 표면과 산소 사이에서 산화 반응이 일어납니다. 이 산화 반응으로 철이 산화되어 철의 이온(Fe^2+)이 생성됩니다.

   2Fe(s) + O2(g) → 2Fe^2+(aq)

2. 물과의 반응: 생성된 철 이온은 물과 반응하여 수산화 철(Fe(OH)2)로 변화합니다.

   Fe^2+(aq) + 2H2O(l) → Fe(OH)2(s) + 2H+(aq)

3. 산화 철의 산화: 수산화 철은 공기 중의 산소와 다시 반응하여 철산화물(Fe2O3)로 산화됩니다. 이것이 녹(부식)의 주요 원인입니다.

   4Fe(OH)2(s) + O2(g) → 2Fe2O3(s) + 2H2O(l)

결과적으로 철의 표면에 철산화물이 형성되어 녹이 생기게 됩니다. 철산화물은 일반적으로 갈색 또는 주황색을 띠며, 녹의 형태로 나타납니다. 이러한 부식은 철이나 강철의 물리적인 손상과 구조적 약화를 초래할 수 있습니다. 따라서 부식 방지를 위해 철과 강철은 도금, 도장, 부식 방지재 등의 방법으로 보호되거나 처리됩니다.