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電気防食の実験結果と注意点
- 自宅の水道管の赤水がひどく、電気防食の実験をしてみた結果、錆の進行を抑える効果があることがわかりました。
- 実験では、水道水を入れた容器に鉄ワッシャーとチタンの針金を接続し、電圧をかけたところ、錆の進行が抑制されました。
- ただし、赤錆が発生した金属には電気防食は効果が薄く、効果を発揮するには事前に錆を除去する必要があります。
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私は電気技術者で化学は専門ではないのですが、電気防食装置の保守をすることもあり、多少はわかりますので、回答してみます。 ＞◯水道水を入れた容器に、陽極に拾ってきた鉄ワッシャー、陰極にチタンの針金を接続して安定化電源で１５V位の電圧をかけてみました。 この文中の陽極、陰極とは、それぞれ電源の＋極、－極のことでしょうか、もしそうなら極性が反対です。 参考サイトを二つ添付します。 電気メッキhttps://www.monotaro.com/s/pages/readingseries/kikaibuhinhyomensyori_0706/ このページの最初の図と同じ極性なら、電気防食になりません。 電気防食 http://www.nakabohtec.co.jp/presentation/pdf/presentation01.pdf このページの最後の図が外部電源方式の電気防食です。 電気化学的な文章中に出てくる正極と負極、陽極と陰極、アノードとカソードはそれぞれ同一になる場合と、逆になる場合があります。注意が必要です。wikipedia のアノード、カソードなどを参照してください。 いわゆる錆というものは腐食生成物といい、腐食によって溶け出した金属が化学反応を起こして、金属表面に固着したものです。 もし、極性が反対だとすると、最初から電流を流していた方はワッシャーからわずかの金属がイオンとなって水中に溶けだし、チタンの方に移動したので、ワッシャー表面に錆が固着できなかったのではないかと思われます。長い時間がたてば水が赤くなるのではないかと思います。 すでに錆びたワッシャーに電流を流すと、錆が進行したとのことですが、錆がすでに存在していたので錆の近くで溶け出したイオンが化学反応を起こしながら、すでにある錆とともに固着したために錆が進行したのではないかと思います。 かなりの部分が推測ですが、十分ありうることだと思います。 もし、極性が正しいのであれば、どういうことかよくわかりませんが、すでに出来が錆が消滅することはないと思います。 剥がれ落ちるかもしれませんが。 以上、推測が多いのですが、ご参考になればと思います。
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- teppou
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No.2 teppou です。補足にお答えします。 ＞おっしゃる通り少し水が赤くなってきました。これは電気防食できていないという事なのでしょうか？ (別容器にて、水とワッシャーを入れただけの方はワッシャーが赤錆で覆われ真っ赤になっているので、電流を流している方はなんらかの作用生じているとは思うのですが…) この状態では、電気防食にはなっていません。 ワッシャーに錆がつかないのは、出てきた錆を連続的に磨いている状態に近いことだといえます。 ワッシャーは、徐々に水に溶けだしていますので、腐食しているのです。 水を入れ替えながら、長い時間がたてば、ワッシャーは小さくなります。 薄い鉄板などを使って実験すれば、穴が開いてくると思います。
- Nebusoku3
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何もしない鉄ワッシャーの方は一旦、赤錆が出たということは、表面のメッキ（クロム系のメッキ？）が侵されて、鉄の面がさらされた状態になったものと思います。 ●電圧をかけた方は「電圧＋メッキ」で保護されている為、問題が発生していないですね。又、その容器内には水素が減って「塩素分」が濃くなって残存している可能性があります。（ワッシャーに水素が付着する為） ●錆びた方のワッシャーを保護したいのであれば、基本的に水道水は「水＋塩素」と考えて良いと思います。錆を還元するには「水素」が必要ですよね。 錆びたワッシャーの方に水素が発生するように電極を再度確かめて、「別の容器」を使い「新しい水道水」で試されたら如何でしょうか？
補足
ご回答ありがとうございます。 失礼しました。ご指摘の通り陽極陰極の表記が逆でした。 『最初から電流を流していた方はワッシャーからわずかの金属がイオンとなって水中に溶けだし、チタンの方に移動したので、ワッシャー表面に錆が固着できなかったのではないかと思われます。長い時間がたてば水が赤くなるのではないかと思います』 おっしゃる通り少し水が赤くなってきました。これは電気防食できていないという事なのでしょうか？ (別容器にて、水とワッシャーを入れただけの方はワッシャーが赤錆で覆われ真っ赤になっているので、電流を流している方はなんらかの作用生じているとは思うのですが…)