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釘は、長時間にわたって要素にさらされると、おなじみの変化を受けます。新しい爪の銀色の光沢は赤褐色の斑点に変わり、それが爪全体に広がります。シャープな輪郭は柔らかくなり、大まかなスケールで覆われ、小さな穴で食べ尽くされます。最終的には、指の間で爪を折ることができるまで、錆が核に到達します。最後に、爪は完全に砕け、粉末状の汚れのみが残ります。このすべての原因は、爪の中の鉄と遭遇した水に溶けた酸素との間の化学反応です。
化学反応
さびの形成は、2つの化学反応に依存します。 1つ目は陽極溶解と呼ばれ、爪の鉄が水にさらされると起こります。水は鉄から2つの電子を盗むことで鉄と反応し、正に帯電したままにします。水に溶けている酸素は、2番目の化学反応で正に帯電した鉄と相互作用し、鉄と結合して酸化鉄を生成します。酸化第一鉄は、最も一般的に錆と呼ばれる赤みがかった物質です。
さびの原因
さびを引き起こす化学反応の1つは水の存在を必要とし、2番目の反応は酸素を必要とするため、さびは水と酸素の両方が爪の鉄分子に到達できる場合にのみ形成されます。残念ながら、水と酸素の両方が大気中で容易に利用できるため、砂漠環境の保護されていない爪でさえ錆に負けますが、高湿度または海水にさらされた鉄ははるかに早く錆びます。鉄は、鉄を主成分とする合金であるため、鉄と同様に錆びます。
スケーリング
スケーリングとは、爪に付着したままの酸化第一鉄です。酸化第一鉄は元の鉄よりもかさ高い分子であるため、より多くのスペースを占有し、錆びて爪の形状を歪めます。これはまた、釘の樽全体が錆びると、それらが一緒になって粘着性の塊になるという事実を説明しています。 1本の釘からの酸化第一鉄は、隣接する酸化鉄と結合しており、それらを一緒に溶接しています。スケーリングは、さびたヒンジがくっついてきしみ、さびた鎖がきしむ原因となります。
腐食
腐食は錆の最も破壊的な側面です。酸化第一鉄は元の鉄より耐久性が低いため、簡単に穴が開いてはがれ落ちます。さらに悪いことに、銅の酸化物とは異なり、酸化第一鉄はいかなる保護緑青も提供しません。さびた釘は、錆の外側のコーティングが保護を提供することなく、コアを錆びさせることができます。元の鉄が多すぎて壊れやすい酸化第一鉄に変換されると、構造の完全性が失われ、粉塵になります。十分な時間、水、酸素を考えると、鉄製の機械の大きな塊でさえ、文字通り何ものにも錆びないでしょう。