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목차

1. 부식전위와 평형전위의 차이점은?
2. 부식 속도와 부식전위의 상관 관계에 대해서 설명하라
3. 합금의 부식전위는 귀한 값을 유지하는가? 아니면 낮은 값을 유지하는가?
4. 용존산소와 용액의 농도관계는?
5. %농도에 대해서 설명하라.
6. 물의 비중과 온도관계는? 그리고 비중과 밀도의 관계는?
7. 삼투압에 대해서 설명하라.
8. 3% 소금물은 30%의 소금물에 비해서 부식속도는? 그 이유는?
9. Monel, Brass, Bronze, Cupronikels에 대해서 설명하라.
10. 중성에서 수소발생형 부식이 일어나는 금속은 무엇이며 산성 용액에서 수소발생 부식이 일어나는 금속은 무엇인가? 그리고 그 이유는 무엇인가? 산성에서 수소가 발생하지 않는 금속은 무엇이며 그 이유는?

본문내용

물의 밀도와 비중은 서로 유사하다는 것을 그래프를 통해 알 수 있다.
하지만, 물질이 고체일 경우 이것을 가공하여서 원통과 같이 부피를 늘릴 경우 상관관계는 없어진다.
7. 삼투압에 대해서 설명하라.
풀
이
◎ 삼투압의 정의 : 용매는 통과시키나 용질은 통과시키지 않는 반투막을 고정시키고, 그 양쪽에 용액과 순용매를 따로 넣으면, 용매의 일정량이 용액 속으로 침투하여 평형에 이르는데, 이 때 반투막의 양쪽에서 온도가 같지만, 압력에 차이가 생기는 압력차를 말한다.
(※ 반투막 : 이러한 현상은 반투막에 미세한 구멍이 있기 때문에 일어난다고 생각되고 있을 뿐, 자세한 것은 아직 밝혀지지 않았다.)
이것을 역으로 활용한것이 역삼투압이다. 역삼투압으로 물을 정수 시킬 수 있다. 원리는 용매(물)만 통과시키는 반투막을 이용하여 농도가 높은 용액으로 용매가 옮겨가는 압력(삼투압)보다 큰 압력을 가하여 용매(물)만 담수 쪽으로 이동시킨다. 하지만, 이때 70기압인 고압을 사용하는데, 이러한 고압을 견디면서 물이 잘 통과하는 튼튼한 반투막을 만드는 일이 어렵다.
8. 3% 소금물은 30%의 소금물에 비해서 부식속도는? 그 이유는?
풀
이
◎ 용액에서의 용존 산소 환원 반응
+극 : Zn Zn2+ + 2e- (산화)
-극 : O2 + 2H2O + 4e 4OH- (환원)
용존 산소의 농도는 용액의 농도가 높을 수록 낮아진다. 부식반응중 (-)극에서 용존산소 환원 반응이 일어나는데 산소의 농도가 높을 수록 반응속도가 빨라지기 때문에 3% 소금물에서 부식속도가 더 빠르다.
9. Monel, Brass, Bronze, Cupronikels에 대해서 설명하라.
NHE
풀
이
◎ Monel : 이 합금은 캐나다 사드베리산의 Ni와 Cu를 포함한 광석을 제련해서 자연에 Ni70-Cu30의 합금이 얻어진 것에서 시작하여 인코사에서는 당시의 Monell 사장의 으름을 따서 모넬(Monel)을 상품명으로 하여 오늘에 이르고 있다. 이합금은 Cu의 귀금속성과 Ni의 부동화하기 쉬움을 겸비한 것으로 환원성 환경에서는 Ni보다도, 또 산화성 환경에서는 Cu보다도 내식성이 있으며 결국 많은 환경 속에서 Ni와 Cu의 어느 것보다도 내식성이 좋다. 또 단상의 고용체합금이므로 가공이나 열처리에 의해서 내식성이 영향받지 않는 특징도 있다.
+0.17
◎ Brass(황동) : Cu에 Zn을 첨가한 합금을 황동또는 속칭 놋쇠라고 부른다. 황동은 Cu보다 더 강하지만, 가공성은 좋으므로 널리 사용된다. Cu의 내식성은 Zn의 첨가에 의해서 비산화성산에 대해서는 그다지 변하지 않지만, Zn20% 이상이고, HCl에 대해서는 내식성이 향상된다. 산화성 산에 대해서도 영향은 적지만 Zn30% 이상에서 부식이 증가한
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◎ Bronze(청동) : Cu-Sn 합금은 Cu 합금 중에서 가장 오래 전부터 사용하고 있던 것이다. Sn을 10%이하 첨가한 가공용합금은 P를 탈산제로서, 0.3%이하 첨가하였으므로 인청동(Phosphor bronze) 이라고 부른다. 주물용으로서는 주조성 때문에 다시 Zn을 2~5% 첨가한다. Sn의 첨가에 의해 비산화성산에도, 산화성산에도, 내식성은 좋아지고 특히 해수 속에서의 궤식에 강해진다. Sn은 Zn에 비하여 고가이지만, 청동은 응력부식을 일으키지 않고 또 탈 Sn 부식도 일어나지 않으므로, 내식성의 점에서는 황동보다 우수하다.
◎ Cupronikels : Cu와 Ni는 전율고용체를 만들기 때문에 강하고 가공성 및 내식성이 우수한 좋은 합금이 된다. 이것을 Cupronikels라 부른다. 일반적으로 Ni양의 증가와 함께 내식성은 좋아진다. 특히 알칼리에 대해서는 그림 1417과 같이 Ni의 효과는 현저하다. 암모니아수에 대해서 많은 Cu 합금은 부식되지만, Ni 30% 이상의 큐브로니켈만은 내식성이 있고 또 응력부식도 잘 일으키지 않는 합금이고 부식에도 강하여 콘덴서로서 사용된다. 다만 S화합물에 대해서는 Ni량의 증가와 함께 내식성은 나빠진다.
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10. 중성에서 수소발생형 부식이 일어나는 금속은 무엇이며 산성 용액
에서 수소발생 부식이 일어나는 금속은 무엇인가? 그리고 그 이유는
무엇인가? 산성에서 수소가 발생하지 않는 금속은 무엇이며 그 이유는?
풀
이
중성
이온화 경향이 매우 큰 금속
산성
수소발생
수소보다 환원하기 어렵운 표준 환원 전위값이 (-)인 금속
K Ca Na Mg Al Zn Fe Co Ni Sn Pb
수소발생
하지 않음
수소보다 환원하기 쉬운 표준 환원 전위값이 (+)인 금속
Cu Hg Ag Pt Au
양극금속이 전자를 내놓고 이온이 되어 전해질 속에 있다가, 음극에서 전자를 받고 환원이 된다. 하지만 양극금속의 이온이 수소보다 이온화 경향이 크면, 수소(H+)가 대신 환원하기 때문에 수소기체(H2)가 발생한다
※ 중성용액에서의 정확한 이론을 찾지 못하여 알고 있던 이론을 바탕으로 제 생각을 적어 봤습니다.
중성용액은 자동이온화로 H+를 서로 주고 받아 아주 적은 양의 H3O+와 OH-를 생산하다. H+는 수용액에서 H2O 분자와 결합하여 H3O+로 존재한다.
이온화 경향이 매우 큰 금속은 양극에서 내놓은 전자가 음극에서 용존산소환원반응을 하고도 전자가 남아서 수중의 H+와 반응하여 수소를 발생한다고 생각된다.
레포트 후기
이번 레포트를 하면서 조금 더 자세하게 알아볼려고 노력을 하였느나, 많은 어려움이 있었습니다. 그중 특히, 산성용액에서 음극 반응 중 수소발생 반응의 표준수소전극이 물생성 반응의 표준수소전극보다 높은데 두 반응이 동시에 일어난다는 것을 알았습니다.
부식시 수소발생 금속의 이유를 표준수소전극이 높은 반응을 일어난다고 배웠는데, 표준수소전극이 서로 다른 반응이 동시에 일어날 수 있는 이유에 대해 많은 고민을 해보았지만 그답을 찾을 수 없어서 아쉬웠습니다.
그리고 처음에는 부식전류와 부식전위가 같은 의미로 생각하고 문제를 풀었으나, 부식전류와 부식전위가 같지 않음을 알고나서 전위와 부식속도와의 상관관계를 이해하는데 큰 도움이 돼었습니다.
* 참고 문헌
제목
저자
(알기쉬운 문답식)실용전기화학
문겨만
부식과 방식
임우조
하이탑 - 화학2

키워드

표면제어,   삼투압,   용존산소,   부식 속도,   부식전위