아연을 그냥 소금물에 담갔을때보다 기름칠을 한 후에 소금물에 담갔을 때가 더 부식이 잘 일어났는데 왜 그런 건가요? 철로 했을 때는 결과가 반대로 나왔어요

Question

아연을 그냥 소금물에 담갔을때보다 기름칠을 한 후에 소금물에 담갔을 때가 더 부식이 잘 일어났는데 왜 그런 건가요? 철로 했을 때는 결과가 반대로 나왔어요

Answer 1

안녕하세요.

아연과 철의 소금물 중 부식 실험에서 나타난 차이점은 두 금속의 부식 메커니즘과 기름층의 영향이 서로 다르게 작용하기 때문입니다. 먼저, 아연은 소금물(염화나트륨 수용액)에서 다음과 같은 반응을 통해 산화됩니다 :

Zn → Zn²⁺ + 2e⁻

이 반응에서 아연(Zn)이 산화되어 양이온(Zn²⁺)과 전자(e⁻)를 방출합니다. 이 과정에서 하이드록사이드 이온이 생성됩니다 :

O₂ + 4e⁻ + 2H₂O → 4OH⁻

이 반응은 철(Fe)이 산화되어 철 이온(Fe²⁺)과 전자(e⁻)가 생기는 과정입니다. 철의 부식 반응도 유사하지만, 이 금속의 표면에서는 다른 부식 산물이 생성될 수 있습니다 :

Fe → Fe²⁺ + 2e⁻ O₂ + 4e⁻ + 2H₂O → 4OH⁻

이 반응은 산소(O₂)가 전자(e⁻)와 물(H₂O)과 반응하여 하이드록사이드 이온(OH⁻)을 형성합니다. 기름칠이 부식에 미치는 영향은 금속 표면과 소금물 사이의 접촉을 억제하거나 변경함으로써 발생합니다. 일반적으로 기름은 물과 산소의 접근을 차단하여 부식을 줄이는 역할을 합니다. 그러나, 아연의 경우 기름칠 후 부식이 더 심하게 발생한 것은 기름층이 불완전하게 적용되어 특정 부위에서 물과 산소가 금속 표면과 집중적으로 접촉하게 되었을 가능성이 있습니다. 이는 금속 표면에서 불균일한 부식을 유발하며, 일부 영역에서는 부식이 가속화됩니다.
반면 철의 경우, 기름이 효과적으로 물과 산소를 차단하여 부식을 감소시켰을 수 있습니다. 이는 기름층이 철 표면에 보다 균일하게 적용되어, 부식을 유발할 수 있는 요소들로부터 보호하는 효과를 제공했기 때문일 수 있습니다.
이러한 실험 결과는 금속의 종류, 부식환경, 기름층의 질과 두께 등 다양한 변수에 따라 달라질 수 있습니다. 따라서 ,금속의 부식을 효과적으로 관리하려면 금속 종류와 환경 조건을 고려하여 적절한 보호조취를 취해야 합니다. 이와 관련된 연구 결과는 재료 과학및 부식 공학 분야의 학술지에서 자세히 논의되고 있으며, 조금 더 심도 있는 내용을 찾아보고 싶으시다면 Corrosion Science 또는 Journal of The Electrochemical Society와 같은 저널에 해당 주제를 검색해보시길 추천드립니다. 금속의 부식 과정과 보호 방법에 대한 좀 더 심층적인 내용들이 망라되어 있습니다.