¿Qué factores afectan la corrosión con ácido sulfúrico?
La corrosión con ácido sulfúrico ocurre debido a tres factores principales: temperatura, concentración y composición del material. Estos factores afectan dos propiedades principales del ácido sulfúrico, su tasa de actividad y tasa de oxidación. La tasa de actividad significa qué tan bien el ácido sulfúrico se disuelve o descompone, y la tasa de oxidación significa cuán fácilmente puede causar un cambio en las cargas eléctricas, lo que permite nuevas reacciones y más corrosión. La oxidación del metal es un ejemplo de oxidación que causa la reacción del hierro con agua para formar óxido de hierro u óxido. Ambas propiedades aumentan la corrosión con ácido sulfúrico y ambas se vuelven más potentes al aumentar la temperatura y la concentración de la solución de ácido sulfúrico.
El tipo de material juega un factor importante cuando se considera el ácido sulfúrico y la corrosión. Incluso el ácido sulfúrico diluido a bajas temperaturas hará que los materiales orgánicos se corroan, pero no los metales. Los materiales a base de carbono, como la piel, son muy corrosivos cuando se exponen al ácido sulfúrico, debido a su composición orgánica. Las quemaduras ácidas son como derretirse en un fuego caliente; el carbono está cambiando a dióxido de carbono y el calor se desarrolla a partir del ácido sulfúrico que se mezcla con el agua atrapada en sustancias orgánicas. Esta eliminación de agua, o deshidratación, causa corrosión porque el agua de las células se elimina, destruyéndolas en el proceso.
La velocidad y la velocidad de oxidación del ácido sulfúrico se ven afectadas por la temperatura. Con más calor viene más poder para disolverse y causar reacciones; así, más corrosión. Con los metales, la oxidación no ocurre con ácido sulfúrico diluido porque no se deja que se rompa suficiente ácido. Esto se debe a que el ácido sulfúrico tiene dos átomos de hidrógeno que deben separarse para que la mayoría de las reacciones de oxidación ocurran con los metales. En las mismas condiciones, bajo calor y baja concentración, la mayoría de los metales no se corroerán, pero el ácido sulfúrico puede volverse muy corrosivo a altas temperaturas.
Por encima de 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius), el ácido sulfúrico concentrado comienza a liberar automáticamente otro átomo de hidrógeno, liberando ambos átomos de hidrógeno. Esto permite que ocurra la oxidación, que corroe la mayoría de los metales al formar un sulfato de metal y gas hidrógeno. A más de 302 ° Fahrenheit (150 ° Celsius), la tasa de actividad se vuelve extrema y la corrosión con ácido sulfúrico es imparable. Incluso la tantalina, una aleación desarrollada para no corroerse en una solución concentrada de ácido sulfúrico a alta temperatura, se corroerá rápidamente en esas condiciones.
Un evento extraño ocurre en el ácido sulfúrico concentrado "libre de agua". En este estado, que se encuentra solo en forma de espuma, la mayoría de los metales experimentan menos corrosión con ácido sulfúrico porque el hidrógeno usa agua para separarse o disociarse del ácido sulfúrico. Sin agua, el ácido sulfúrico pierde sus capacidades de oxidación, y la corrosión puede ser causada solo por la actividad del ácido, que todavía es extremadamente alta pero no afecta a los materiales en los que no hay agua disponible. Una razón por la cual el ácido sulfúrico se usa todos los días en varias industrias es para eliminar el agua de los productos y materiales. Casi cualquier material que contenga agua, incluso los cristales de azúcar, se deshidratan más cuando se exponen al ácido sulfúrico concentrado.