塩分

一般小学生

まとめ

  • 水に含まれることで、鉄などの金属酸素と反応して「さび」が発生するスピードを劇的に速める物質。
  • 電解質として水に溶け、電子の移動をスムーズにすることで酸化反応を促進する触媒のような働きを持つ。
  • 海岸付近の建物や車両に被害をもたらす「塩害」の主な原因であり、工業や化学の分野で腐食管理の対象となる。
塩分酸化電解質錆び化学反応

解説

鉄が錆びる現象は、鉄の原子が電子を失って酸素と結合する「酸化」という化学反応です。通常、鉄は空気中の酸素や水分と触れることで徐々に酸化していきますが、ここに塩分(主に塩化ナトリウム)が加わると反応が加速します。塩分が水に溶けると、電気を通しやすい「電解質溶液」へと変化します。この溶液中では電子の移動が非常にスムーズに行われるため、通常の真水と比べて酸化反応のスピードが飛躍的に向上するのです。

この反応は、化学的には「穏やかな燃焼」の一種と捉えることもできます。物質が酸素と激しく結びついて熱や光を出すのが一般的な燃焼ですが、金属が錆びるプロセスも本質的には同じ酸化反応だからです。塩分そのものが金属を直接溶かすわけではありませんが、錆を生成する反応速度を劇的に高めるため、海辺の施設や融雪剤が撒かれる道路を走る車などは、急速な腐食(塩害)に注意する必要があります。

コラム

酸化反応に関連して、酸化物から酸素を奪う反応を「還元」と呼びます。酸化と還元は常に同時に起こる現象です。例えば、5gの酸化銅を還元すると4gの銅が得られるといった特定の質量比が存在します。また、鉄が錆びる(酸化する)と、結びついた酸素の分だけ全体の重さは増加します。このように、塩分による反応促進だけでなく、反応前後の質量の変化や、酸化銅が還元されて銅に戻る仕組みをセットで理解することが、化学変化の学習において非常に重要です。

小学生のみなさんへ

海(うみ)の近(ちか)くにあるガードレールや自転車(じてんしゃ)が、茶色(ちゃいろ)くボロボロにさびているのを見(み)たことはありませんか?これは、海(うみ)の水(みず)にふくまれている「塩分(えんぶん)」が原因(げんいん)です。

鉄(てつ)などの金属(きんぞく)は、空気(くうき)の中(なか)にある酸素さんそと結(むす)びつくと「さび」になります。ふつうの水(みず)よりも、塩(しお)がとけこんだ水(みず)のほうが、この「さびるスピード」をとても速(はや)くしてしまう性質せいしつがあります。

理科(りか)の学習(がくしゅう)では、金属(きんぞく)が酸素さんそと結(むす)びつくことを「酸化さんか」とよびます。塩分(えんぶん)はその「酸化さんか」をどんどん進(すす)めてしまう、強(つよ)い力(ちから)をもっているのです。

ルラスタコラム

冬(ふゆ)に道(みち)がこおらないようにまく「凍結防止剤とうけつぼうしざい」にも、塩(しお)の仲間(なかま)が使(つか)われています。そのため、雪国(ゆきぐに)を走(はし)る車(くるま)は、塩分(えんぶん)でさびないように車(くるま)の下(した)の方(ほう)をよく洗(あら)う必要があるんですよ。

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