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Q373★鉄くぎを使ってさびの実験をしています。 残留塩素が0.5ppmの普通の水道水を容器に入れて実験しているのですが、水が茶色に濁り、下のほうに赤錆が沈殿しています。数日経ってから、釘が黒っぽく変色している部分が出てきました。黒さびは、自然にはできないと見たことがあるので何なのかわかりません。調べるにはどうしたらよいのか教えてください


水中で生成した赤さびは三価の鉄の酸化物(Fe2O3)と水酸化物(Fe(OH)3)などの混ざりものであると思われます.一方で,生成した黒いものは予想されている通り黒さびだと思われます.黒さびは化学式がFe3O4で表され,2価と3価の鉄の酸化物です.空気中など酸素が十分に存在する環境では赤さびが生成しますが,酸素が不足する条件では黒さびが生成することが知られています.単純に考えるとFeが十分に酸素で酸化されないため,2価で止まってしまうと理解できるかと思います.今回は水中ですので酸素不足となり黒さびが生成したのではないでしょうか.
確認の方法に関しては,身近でできるとしたら,錆をはがしてみて磁石にくっつくか調べてみるのはどうでしょうか.Fe3O4は磁石にくっつきますが,Fe2O3はくっつかないのでその性質の違いを利用する方法です.ちなみにですがX線を使った分析手法などを使えば,どういった鉄の化合物ができているのかを調べることができます.


高1 (AY & NN) 2019/02/22