2024年4月 一級ボイラー技士試験 問20

解説

正解は1です。 溶存酸素による鉄の腐食は、鉄が電子を放出して溶け出す反応と、その電子を受け取る反応が同時に進む電気化学的な反応です。 【空欄別解説】 Ａ：水酸化物イオンです。 鉄から放出された電子は、水と溶存酸素と反応して水酸化物イオン（OH⁻）を生成します。 Ｂ：水酸化第一鉄です。 溶け出した鉄イオン（Fe²⁺）は水酸化物イオンと反応して、水酸化第一鉄（Fe(OH)₂）になります。 水酸化第一鉄は溶存酸素でさらに酸化され、腐食が進みます。 一方で、水酸化第一鉄は分解してマグネタイト（Fe₃O₄）となり、保護皮膜をつくります。 Ｃ：最低です。 マグネタイト皮膜の溶解度は温度によって異なりますが、pH9〜12の範囲で最低になります。 このため、ボイラー水はアルカリ性に保って保護皮膜を維持します。 【選択肢別解説】 1：○ Ａ＝水酸化物イオン、Ｂ＝水酸化第一鉄、Ｃ＝最低で、すべて正しい組合せです。 2：× Ｂの水酸化第二鉄は、水酸化第一鉄がさらに酸化されてできる物質で、分解してマグネタイトになる物質ではありません。 Ｃの「最高」も誤りです。 3：× Ａの水素イオンが誤りです。 電子は水と溶存酸素と反応して、水素イオンではなく水酸化物イオンを生成します。 4：× Ａの水素イオン、Ｂの水酸化第二鉄、Ｃの最高がいずれも誤りです。 5：× Ａの水素イオンが誤りです。 また、Ｂには分解してマグネタイトになる物質が入るので、マグネタイトそのものを入れるのは誤りです。 【ポイント】 ボイラー水を適度なアルカリ性に保つのは、マグネタイト皮膜の溶解を抑えて腐食を防ぐためです。 「鉄イオン＋水酸化物イオンで水酸化第一鉄、それが分解してマグネタイト」の流れで覚えましょう。