중성이며 공기와 접한 물속에서 철 표면에 국부 전지가 생겨 부식이 진행될 때, 음극(캐소드)에서 주로 일어나는 반응은 무엇인가?

정답: B. O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻

하나의 금속 표면에서도 개재물이나 결정립계, 변형, 환경의 불균일에 의해 전위가 낮은 부분과 높은 부분이 생기고, 금속 자신이 도선 역할을 하여 작은 전지가 많이 만들어집니다. 이것이 국부 전지입니다. 전위가 낮은 양극(애노드)에서는 철이 녹아 Fe → Fe²⁺ + 2e⁻가 일어나며(선택지에 있는 이 식은 양극 반응입니다), 그 전자를 받는 음극에서는 중성의 물속이라면 용존 산소의 환원 O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻가 주로 일어납니다. 생긴 Fe²⁺와 OH⁻가 반응하고 더 산화되어 붉은 녹(FeOOH 등)이 됩니다. 수소 발생 2H⁺ + 2e⁻ → H₂는 H⁺가 많은 산성 용액에서 주가 되는 반응으로, 중성에서는 H⁺가 약 10⁻⁷ mol/L로 적기 때문에 주역이 되지 않습니다.