Hvilke faktorer påvirker korrosion med svovlsyre?
Korrosion med svovlsyre opstår på grund af tre hovedfaktorer: temperatur, koncentration og sammensætning af materiale. Disse faktorer påvirker to hovedegenskaber af svovlsyre, dens aktivitetshastighed og oxidationshastighed. Aktivitetshastighed betyder, hvor godt svovlsyre opløses eller nedbrydes, og oxidationshastighed betyder, hvor let det kan forårsage ændringer i de elektriske ladninger, hvilket tillader nye reaktioner og mere korrosion. Rustning af metal er et eksempel på oxidation, der forårsager reaktion af jern med vand til dannelse af jernoxid eller rust. Begge egenskaber øger korrosion med svovlsyre og begge bliver mere kraftfulde med stigende temperatur og koncentration af svovlsyreopløsningen.
Materialetypen spiller en vigtig faktor, når man overvejer svovlsyre og korrosion. Selv fortyndet svovlsyre ved lave temperaturer får organiske materialer til at korrodere, men ikke metaller. Carbonbaserede materialer, såsom hud, er stærkt ætsende, når de udsættes for svovlsyre på grund af deres organiske sammensætning. Syreforbrændinger er faktisk som at smelte i en varm ild; kuldet skifter til kuldioxid, og varmen udvikler sig fra svovlsyren, der blandes med vandet, der er fanget i organiske stoffer. Denne fjernelse af vand eller dehydrering forårsager korrosion, fordi cellernes vand rives ud og ødelægger dem i processen.
Aktivitetshastigheden og oxidationshastigheden for svovlsyre påvirkes af temperaturen. Med mere varme kommer mere kraft til at opløses og forårsage reaktioner; dermed mere korrosion. Med metaller forekommer oxidation ikke med fortyndet svovlsyre, fordi ikke nok af syren får lov til at bryde op. Dette skyldes, at svovlsyre har to hydrogenatomer, der skal separeres for at de fleste oxidationsreaktioner kan forekomme med metaller. Under de samme forhold, lav varme og lav koncentration, korroderer de fleste metaller ikke, men svovlsyre kan blive meget ætsende ved høje temperaturer.
Over 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius) starter koncentreret svovlsyre automatisk frigørelse af et andet hydrogenatom, hvorved begge hydrogenatomer frigøres. Dette tillader oxidation, der korroderer de fleste metaller ved at danne et metallsulfat og hydrogengas. Ved mere end 302 ° Fahrenheit (150 ° Celsius) bliver aktivitetshastigheden ekstrem, og korrosion med svovlsyre er ustoppelig. Selv tantalin, en legering udviklet til ikke at korrodere i en højtemperatur koncentreret svovlsyreopløsning, vil hurtigt korrodere under disse betingelser.
En bisarr begivenhed forekommer i ”vandfri” koncentreret svovlsyre. I denne tilstand, der kun findes i skumform, oplever de fleste metaller mindre korrosion med svovlsyre, fordi brintet bruger vand til at adskille eller adskille fra svovlsyren. Uden vand mister svovlsyren dets oxidationsevne, og korrosion kan kun forårsages af syreaktivitet, som stadig er ekstremt høj, men ikke påvirker materialer, hvori der ikke findes vand. En af grundene til, at svovlsyre anvendes hver dag i forskellige brancher, er at fjerne vand fra produkter og materialer. Næsten ethvert vandholdigt materiale, endda sukkerkrystaller, bliver mere dehydreret, når de udsættes for koncentreret svovlsyre.