이 실험 소개
건조한 공기, 산소가 없는 물, 물과 공기가 있는 환경, 또는 소금물과 공기가 있는 환경에서 철을 비교하세요. 이 모델에서는 필요한 조건에 따라 녹이 스는지가 결정되고, 소금은 설정된 속도를 바꿉니다. 밀폐된 공간에서는 산소가 고갈될 수 있어 화학적 변화와 유한한 반응물 공급량이 연결됩니다.
학습 목표
- 제한된 모델에서 물과 산소가 모두 필요한지 확인하세요.
- 속도의 변화와 화학양론에 따른 산소 한계를 구분하세요.
- 못의 질량 증가는 철이 새로 만들어진 것이 아니라 산소가 결합한 결과라고 설명하세요.
사용 방법
- 1건조한 공기와 산소가 없는 물에서 노출을 시작하고, 질량 변화를 비교합니다.
- 2못을 물과 개방된 공기에 노출한 다음, 같은 시간 동안 소금물에 노출한 경우와 비교합니다.
- 3작은 기체 공간을 남기고 밀봉한 뒤 끝까지 실행합니다. 남아 있는 산소를 확인합니다.
- 4같은 못을 사용하면서 기체 공간의 부피를 늘리고, 가능한 최대 산화량을 비교합니다.
모델
가정
- 이 모델은 철 1몰당 O₂ 0.75몰을 사용해 철을 건조한 Fe₂O₃ 대체물로 변환합니다. 실제 녹은 수화 산화물과 옥시수산화물이 다양한 비율로 섞인 것입니다. 물은 모델의 반응 조건으로 작용하지만, 건조 산화물의 일부로 질량을 잴 때 포함하지 않습니다.
- 지정된 반응 속도는 하루당 0.025에 염분 계수와 상대 산소 비율을 곱한 값입니다. 이는 설명을 위한 것이며 실제 물체의 수명이나 부식 속도를 예측하지 않습니다.
- 밀폐된 용기에는 298.15 K, 101.325 kPa의 이상 기체가 들어 있습니다. 개방된 공기에서는 산소가 보충됩니다. 보호막, pH, 갈바닉 접촉, 증발, 물의 질량 변화는 고려하지 않습니다.
수업에서 해 보기
- Q1못의 질량은 늘어나는데 밀폐 용기 전체의 질량은 일정하게 유지될 수 있는 이유는 무엇인가요?
- Q2산소가 고갈되면 왜 소금을 더 넣어도 최종량에 더 이상 영향을 주지 않나요?
자주 묻는 질문
표시된 날짜가 실제 못이 녹스는 속도를 예측하나요?
아니요. 속도 법칙은 교육을 위해 선택한 모델입니다. 실제 속도는 재료 표면과 환경 조건에 따라 달라집니다.
열린 용기에는 산소가 무한히 공급되나요?
산소가 보충되므로 산소 비율은 선택한 값으로 유지됩니다. 시간이 지나며 소비되는 양은 해당 공간에 처음 들어 있던 양을 초과할 수 있습니다.