전구가 검게되는건 어떤 화학적반응으로 되는건가요?

Question

예전 30W 백열전구를 많이 사용했는데 사용하다가 시간이 지나면 전구가 검게 그을린 자국처럼 되고 형광등도 수명이 다되서 버릴때보면 양쪽 끝이 검은ㅅ색이던데요. 어떤 화학적반응으로 이런현상이 나오는지 궁금해요.

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

형광등의 필라멘트에 떨어져 나온 금속원자의 흔적입니다.

형광등에서 필라멘트는 열음극의 역할을 합니다. 즉 형광등이 작동될 때, 플라스마가 방전되면서 높은 에너지의 양이온이 필라멘트에 충돌하고 이때 필라멘트를 형성하는 바륨이나 칼슘같은 산화물이 튀어나와 형광등 벽에 달라 붙습니다.

그렇게 되면서 필라멘트의 굵기는 불균일해지고 필라멘트에서 떨어져 나온 금속 산화물이 양 끝에 달라붙이 검게 보이는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

전구 내부에서 발생하는 금속 증발에 의한 것입니다. 전구 내부의 금속 필라멘트는 전기가 통과됨으로써 가열되어 빛을 발합니다. 이 때 필라멘트가 증발하면서 내부에 있는 기체 중 일부는 금속 증발에 의해 더 이상 분해되지 못하고 필라멘트에 달라붙게 되어 검은 색상의 코팅으로 나타납니다. 전기가 통과됨에 따라 전구 내부에서 발생하는 화학 반응입니다. 필라멘트에 전기가 흐르면 전구 내부의 산소와 질소 등의 기체와 상호 작용하면서 화학 반응이 일어나게 됩니다. 이 때, 반응 생성물이 필라멘트와 내부 벽면에 축적되어 검은 색상의 코팅으로 나타납니다.

Answer 3

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.전구 내부에는 텅스텐 선이 존재하며, 전류가 흐르면 텅스텐 선이 가열되어 빛을 발합니다. 이때 텅스텐 선의 가열로 인해 발생하는 열은 전구 내부에 존재하는 기체(주로 아르곤)를 가열시킵니다. 이 과정에서, 금속 부품들이 산화되면서 검은색 산화물이 생성됩니다. 또한, 텅스텐 선의 가열로 인해 일부 텅스텐이 증발하고, 이것 역시 금속 부품들과 반응하여 검은색 산화물을 생성합니다.

Answer 4

금속 입자나 흑연 등의 물질이 산화되거나 화학적으로 분해되는데, 이것이 전구나 형광등 내부의 벽면에 적이는 현상으로 이어집니다.

이러한 반응은 전구나 형광등의 수명을 단축시키거나 깨끗한 빛을 방출하는 능력을 감소시키는데 영향을 미칩니다.

Answer 5

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

실제로 백열전구 필라멘트 주변이나 전구쪽에 고온의 열이 가해져 그을음이 발생한것일 확률이 높습니다.

Answer 6

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

전구와 형광등에서는 필라멘트가 열음극의 역할을 합니다. 형광등이 켜져 있을 때, 플라스마가 방전되면서 높은 에너지를 갖는 양이온이 열음극(필라멘트)에 충돌합니다. 이때 바륨(Ba), 칼슘(Ca) 같은 산화물이 튀어나와 형광등 벽에 달라 붙습니다. 이것이 검게 보입니다