Hvilke faktorer påvirker korrosjon med svovelsyre?
Korrosjon med svovelsyre oppstår på grunn av tre hovedfaktorer: temperatur, konsentrasjon og sammensetning av materiale. Disse faktorene påvirker to hovedegenskaper av svovelsyre, dens aktivitetshastighet og oksidasjonshastighet. Aktivitetshastighet betyr hvor bra svovelsyre løses opp, eller bryter ned ting, og oksidasjonshastighet betyr hvor lett det kan føre til endring i elektriske ladninger, noe som tillater nye reaksjoner og mer korrosjon. Rustning av metall er et eksempel på oksidasjon som forårsaker reaksjon av jern med vann til å danne jernoksid eller rust. Begge egenskapene øker korrosjonen med svovelsyre, og begge blir kraftigere med økende temperatur og konsentrasjon av svovelsyreoppløsningen.
Materialtypen spiller en viktig faktor når man vurderer svovelsyre og korrosjon. Selv fortynnet svovelsyre ved lave temperaturer vil føre til at organiske materialer korroderer, men ikke metaller. Karbonbaserte materialer, for eksempel hud, er sterkt etsende når de utsettes for svovelsyre på grunn av deres organiske sammensetning. Syreforbrenninger er faktisk som å smelte i en varm ild; karbonet skifter til karbondioksid, og varmen utvikler seg fra svovelsyren som blandes med vannet fanget i organiske stoffer. Denne fjerningen av vann, eller dehydrering, forårsaker korrosjon fordi cellenes vann blir dratt ut og ødelegger dem i prosessen.
Aktivitetshastigheten og oksidasjonshastigheten for svovelsyre påvirkes av temperaturen. Med mer varme kommer mer kraft til å oppløses og forårsake reaksjoner; dermed mer korrosjon. Med metaller oppstår ikke oksidasjon med fortynnet svovelsyre fordi ikke nok av syren får lov til å bryte opp. Dette er fordi svovelsyre har to hydrogenatomer som må skilles for at de fleste oksidasjonsreaksjoner skal skje med metaller. Under de samme forholdene, lav varme og lav konsentrasjon, vil de fleste metaller ikke korrodere, men svovelsyre kan bli veldig etsende ved høye temperaturer.
Over 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius) starter konsentrert svovelsyre automatisk frigjøring av et annet hydrogenatom, og frigjør begge hydrogenatomene. Dette gjør at oksidasjon kan skje, noe som korroderer de fleste metaller ved å danne et metallsulfat og hydrogengass. Ved mer enn 302 ° Fahrenheit (150 ° Celsius) blir aktivitetshastigheten ekstrem, og korrosjon med svovelsyre er ustoppelig. Til og med tantalin, en legering utviklet for ikke å korrodere i en konsentrert svovelsyreløsning med høy temperatur, vil korrodere raskt under disse forhold.
En bisarr hendelse forekommer i "vannfri" konsentrert svovelsyre. I denne tilstanden, bare funnet i skumform, opplever de fleste metaller mindre korrosjon med svovelsyre fordi hydrogenet bruker vann for å skille, eller demontere, fra svovelsyren. Uten vann mister svovelsyren oksidasjonsevnen, og korrosjon kan bare være forårsaket av syreaktivitet, som fremdeles er ekstremt høy, men ikke påvirker materialer der ikke vann er tilgjengelig. En årsak til at svovelsyre brukes hver dag i forskjellige bransjer er å fjerne vann fra produkter og materialer. Nesten ethvert vannholdig materiale, til og med sukkerkrystaller, blir mer dehydrert når de utsettes for konsentrert svovelsyre.