Jaké faktory ovlivňují korozi kyselinou sírovou?

Koroze kyselinou sírovou nastává kvůli třem hlavním faktorům: teplotě, koncentraci a složení materiálu. Tyto faktory ovlivňují dvě hlavní vlastnosti kyseliny sírové, její aktivitu a rychlost oxidace. Míra aktivity znamená, jak dobře se kyselina sírová rozpouští nebo štěpí, a rychlost oxidace znamená, jak snadno může způsobit změnu elektrických nábojů, což umožňuje nové reakce a více koroze. Rezavějící kov je příkladem oxidace způsobující reakci železa s vodou za vzniku oxidu železa nebo rez. Obě vlastnosti zvyšují korozi kyselinou sírovou a oba se stávají silnějšími se zvyšující se teplotou a koncentrací roztoku kyseliny sírové.

Druh materiálu hraje důležitý faktor při zvažování kyseliny sírové a koroze. I zředěná kyselina sírová při nízkých teplotách způsobí korozi organických materiálů, ale ne kovů. Materiály na bázi uhlíku, jako je kůže, jsou silně leptavé, když jsou vystaveny kyselině sírové, kvůli jejich organickému složení. Kyselé popáleniny jsou vlastně jako tání v horkém ohni; uhlík se mění na oxid uhličitý a teplo se vyvíjí mícháním kyseliny sírové s vodou zachycenou v organických látkách. Toto odstranění vody nebo dehydratace způsobuje korozi, protože voda buněk buněk je vytrhávána a ničí je v procesu.

Rychlost ovlivňuje rychlost aktivity a rychlost oxidace kyseliny sírové. S větším množstvím tepla přichází více energie k rozpuštění a vyvolání reakcí; tím více koroze. U kovů k oxidaci nedochází u zředěné kyseliny sírové, protože se nestačí dostatek kyseliny, aby se rozpadla. Je to proto, že kyselina sírová má dva atomy vodíku, které je třeba oddělit, aby k většině oxidačních reakcí mohlo dojít u kovů. Za stejných podmínek, nízké teploty a nízké koncentrace, většina kovů nekoroduje, ale kyselina sírová se může stát velmi korozivní při vysokých teplotách.

Při teplotě vyšší než 212 ° Fahrenheita (100 ° C) začne koncentrovaná kyselina sírová automaticky uvolňovat další atom vodíku a uvolní oba atomy vodíku. To umožňuje oxidaci, která koroduje většinu kovů vytvořením síranu kovu a plynného vodíku. Při více než 302 ° Fahrenheita (150 ° C) je rychlost aktivity extrémní a koroze kyselinou sírovou je nezastavitelná. I tantalin, slitina vyvinutá tak, aby nekorodovala ve vysokoteplotním koncentrovaném roztoku kyseliny sírové, za těchto podmínek rychle koroduje.

U koncentrované kyseliny sírové „bez vody“ se vyskytuje bizarní událost. V tomto stavu, který se nachází pouze ve formě pěny, dochází u většiny kovů k menší korozi s kyselinou sírovou, protože vodík používá vodu k oddělení nebo disociaci od kyseliny sírové. Bez vody ztrácí kyselina sírová oxidační schopnosti a korozi může být způsobena pouze kyselou aktivitou, která je stále extrémně vysoká, ale neovlivňuje materiály, ve kterých není voda k dispozici. Jedním z důvodů, proč je kyselina sírová používána každý den v různých průmyslových odvětvích, je odstraňování vody z produktů a materiálů. Téměř jakýkoli materiál obsahující vodu, dokonce i krystaly cukru, se při vystavení koncentrované kyselině sírové dehydratuje.