海水で錆びやすい理由
The reason why iron is prone to get rusty in contact with brackish water.
海水中の主な元素成分は、酸素O 857000 mg/L, 水素H 108000 mg/L, 塩素Cl 19000 mg/L, ナトリウムNa 10500 mg/L, マグネシウムMg 1300 mg/L, 硫黄S 900 mg/L, カルシウムCa 401 mg/L, カリウムK 380 mg/L, 臭素Br 65 mg/L, 炭素C 28 mg/L, ストロンチウムSr 8 mg/L, ホウ素B 5 mg/L, ケイ素Si 3 mg/L, フッ素F 1 mg/Lであるといわれています。鉄は長い間空気中に曝されていると表面が空気中の酸素と反応して錆びて来ます。しかし、鉄に海水を接触させると空気に接触している場合より錆びやすいといわれています。このメカニズムは調べてみるといくつかの説があります。海水には約3.5%の塩分を含んでいて、主成分は約3%の塩化ナトリウムです。NaCl水溶液中での腐食速度は、飽和に至る中間的な濃度である塩分濃度3%で最大になります。また、これより塩濃度を増加させると溶存酸素の量は減少するといいます。また、水を完全に除去すると腐食は止まります。よって、塩化物イオンCl−があるから錆びるのではないという説がその一つです。
一方、海水中では塩化物イオンCl−が水分子H2O中の酸素原子Oを鉄Feに渡す役割をするという説もあります。それによって、鉄と酸素が反応し、錆びる（酸化反応が起こる）ことになります。空気中には約20％の酸素O2がありますが、海水中のFeにははるかに多くの酸素原子が接していることになるので、その分だけ錆びやすくなると考えるわけです。さらにもう一つの説明としては、錆びた鉄の表面には酸化被膜ができて、それ以上内部へ錆が浸透するのを妨げる役目がありますが、塩分があると、塩化物イオンが被膜を破壊してしまうため、水と接触してさびるというものです。このように調べてみると諸説ありますが、いずれにしても海水に接した鉄が錆びやすいのは事実です。
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