Quels facteurs affectent la corrosion avec l'acide sulfurique?
La corrosion avec l'acide sulfurique est due à trois facteurs principaux: la température, la concentration et la composition du matériau. Ces facteurs affectent deux propriétés principales de l'acide sulfurique, son taux d'activité et son taux d'oxydation. Le taux d'activité signifie à quel point l'acide sulfurique se dissout ou se décompose, et le taux d'oxydation signifie à quel point il peut facilement modifier les charges électriques, ce qui permet de nouvelles réactions et davantage de corrosion. La rouille des métaux est un exemple d'oxydation provoquant la réaction du fer avec de l'eau pour former de l'oxyde de fer, ou de la rouille. Les deux propriétés augmentent la corrosion avec l'acide sulfurique et les deux deviennent plus puissantes avec l'augmentation de la température et de la concentration de la solution d'acide sulfurique.
Le type de matériau joue un rôle important dans l’acide sulfurique et la corrosion. Même de l'acide sulfurique dilué à basse température provoquera la corrosion des matières organiques, mais pas des métaux. Les matériaux à base de carbone, tels que la peau, sont extrêmement corrosifs lorsqu'ils sont exposés à l'acide sulfurique, en raison de leur composition organique. Les brûlures acides sont en fait comme fondre dans un feu chaud; le carbone se transforme en dioxyde de carbone et la chaleur se dégage de l'acide sulfurique qui se mélange à l'eau emprisonnée dans des substances organiques. Cette élimination d'eau, ou déshydratation, provoque la corrosion, car l'eau des cellules est en train d'être arrachée, ce qui les détruit.
Le taux d'activité et le taux d'oxydation de l'acide sulfurique sont influencés par la température. Avec plus de chaleur, plus de pouvoir se dissout et provoque des réactions; donc plus de corrosion. Avec les métaux, l’acide sulfurique dilué ne provoque pas d’oxydation, car on ne laisse pas suffisamment d’acide se décomposer. En effet, l'acide sulfurique possède deux atomes d'hydrogène qui doivent être séparés pour que la plupart des réactions d'oxydation se produisent avec les métaux. Dans les mêmes conditions, à faible chaleur et à faible concentration, la plupart des métaux ne se corroderont pas, mais l'acide sulfurique peut devenir très corrosif à haute température.
Au-dessus de 100 ° Celsius, l’acide sulfurique concentré commence à libérer automatiquement un autre atome d’hydrogène, libérant les deux atomes d’hydrogène. Cela permet une oxydation qui corrode la plupart des métaux en formant un sulfate métallique et de l'hydrogène gazeux. À plus de 150 ° C, le taux d'activité devient extrême et la corrosion par l'acide sulfurique est imparable. Même la tantaline, un alliage développé pour ne pas se corroder dans une solution d'acide sulfurique concentrée à haute température, se corrodera rapidement dans ces conditions.
Un événement étrange se produit dans l’acide sulfurique concentré «sans eau». Dans cet état, qui se trouve uniquement sous forme de mousse, la plupart des métaux subissent moins de corrosion par l'acide sulfurique car l'hydrogène utilise l'eau pour séparer ou dissocier de l'acide sulfurique. Sans eau, l'acide sulfurique perd en capacité d'oxydation et la corrosion ne peut être causée que par l'activité acide, qui reste extrêmement élevée, mais n'affecte pas les matériaux dans lesquels aucune eau n'est disponible. L'une des raisons pour lesquelles l'acide sulfurique est utilisé quotidiennement dans diverses industries est l'élimination de l'eau dans les produits et les matériaux. Presque tous les matériaux contenant de l'eau, même les cristaux de sucre, se déshydratent davantage lorsqu'ils sont exposés à de l'acide sulfurique concentré.