Quali fattori influenzano la corrosione con acido solforico?
La corrosione con acido solforico si verifica a causa di tre fattori principali: temperatura, concentrazione e composizione del materiale. Questi fattori influenzano due proprietà principali dell'acido solforico, il suo tasso di attività e il tasso di ossidazione. Il tasso di attività indica quanto bene l'acido solforico si dissolve o scompone le cose e il tasso di ossidazione indica quanto facilmente può causare un cambiamento nelle cariche elettriche, il che consente nuove reazioni e più corrosione. La ruggine del metallo è un esempio di ossidazione che provoca la reazione del ferro con l'acqua per formare ossido di ferro o ruggine. Entrambe le proprietà aumentano la corrosione con acido solforico ed entrambe diventano più potenti con l'aumentare della temperatura e della concentrazione della soluzione di acido solforico.
Il tipo di materiale gioca un ruolo importante quando si considera l'acido solforico e la corrosione. Anche l'acido solforico diluito a basse temperature provoca la corrosione dei materiali organici, ma non dei metalli. I materiali a base di carbonio, come la pelle, sono gravemente corrosivi se esposti all'acido solforico, a causa della loro composizione organica. Le ustioni acide sono in realtà come lo scioglimento in un fuoco caldo; il carbonio si sta trasformando in anidride carbonica e il calore si sviluppa dall'acido solforico mescolandosi con l'acqua intrappolata nelle sostanze organiche. Questa rimozione di acqua, o disidratazione, provoca corrosione perché l'acqua delle cellule viene strappata, distruggendole nel processo.
Il tasso di attività e il tasso di ossidazione dell'acido solforico sono influenzati dalla temperatura. Con più calore arriva più potere di dissolversi e provocare reazioni; quindi, più corrosione. Con i metalli, l'ossidazione non si verifica con l'acido solforico diluito perché non si lascia sciogliere abbastanza acido. Questo perché l'acido solforico ha due atomi di idrogeno che devono essere separati per la maggior parte delle reazioni di ossidazione che si verificano con i metalli. Nelle stesse condizioni, a basso calore e bassa concentrazione, la maggior parte dei metalli non si corroderà, ma l'acido solforico può diventare molto corrosivo alle alte temperature.
Al di sopra di 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius), l'acido solforico concentrato inizia a rilasciare automaticamente un altro atomo di idrogeno, liberando entrambi gli atomi di idrogeno. Ciò consente l'ossidazione, che corrode la maggior parte dei metalli formando un solfato metallico e un gas idrogeno. A più di 302 ° Fahrenheit (150 ° Celsius), il tasso di attività diventa estremo e la corrosione con acido solforico è inarrestabile. Anche la tantalina, una lega sviluppata per non corrodersi in una soluzione di acido solforico concentrata ad alta temperatura, si corroderà rapidamente in tali condizioni.
Si verifica un evento bizzarro nell'acido solforico concentrato "privo di acqua". In questo stato, che si trova solo in una forma di schiuma, la maggior parte dei metalli subisce meno corrosione con acido solforico perché l'idrogeno usa l'acqua per separare o dissociarsi dall'acido solforico. Senza acqua, l'acido solforico perde le sue capacità di ossidazione e la corrosione può essere causata solo dall'attività acida, che è ancora estremamente elevata ma non influisce sui materiali in cui non è disponibile acqua. Uno dei motivi per cui l'acido solforico viene utilizzato ogni giorno in vari settori è la rimozione di acqua da prodotti e materiali. Quasi tutti i materiali contenenti acqua, anche i cristalli di zucchero, diventano più disidratati se esposti all'acido solforico concentrato.