Quais fatores afetam a corrosão com ácido sulfúrico?

A corrosão com ácido sulfúrico ocorre devido a três fatores principais: temperatura, concentração e composição do material. Esses fatores afetam duas propriedades principais do ácido sulfúrico, sua taxa de atividade e taxa de oxidação. A taxa de atividade significa o quão bem o ácido sulfúrico se dissolve ou decompõe, e a taxa de oxidação significa a facilidade com que pode causar alterações nas cargas elétricas, o que permite novas reações e mais corrosão. A ferrugem do metal é um exemplo de oxidação que causa a reação do ferro com a água para formar óxido de ferro ou ferrugem. Ambas as propriedades aumentam a corrosão com ácido sulfúrico e tornam-se mais poderosas com o aumento da temperatura e concentração da solução de ácido sulfúrico.

O tipo de material desempenha um fator importante ao considerar o ácido sulfúrico e a corrosão. Mesmo o ácido sulfúrico diluído a baixas temperaturas causará corrosão dos materiais orgânicos, mas não metais. Materiais à base de carbono, como a pele, são severamente corrosivos quando expostos ao ácido sulfúrico, devido à sua composição orgânica. Queimaduras ácidas são como derreter em um fogo quente; o carbono está mudando para dióxido de carbono e o calor se desenvolve a partir da mistura de ácido sulfúrico com a água presa em substâncias orgânicas. Essa remoção de água, ou desidratação, causa corrosão porque a água das células está sendo arrancada, destruindo-as no processo.

A taxa de atividade e a taxa de oxidação do ácido sulfúrico são afetadas pela temperatura. Com mais calor, vem mais poder para se dissolver e causar reações; assim, mais corrosão. Nos metais, a oxidação não ocorre com o ácido sulfúrico diluído, porque não é permitido o rompimento do ácido. Isso ocorre porque o ácido sulfúrico possui dois átomos de hidrogênio que precisam ser separados para que a maioria das reações de oxidação ocorra com os metais. Nas mesmas condições, baixo calor e baixa concentração, a maioria dos metais não corroem, mas o ácido sulfúrico pode se tornar muito corrosivo a altas temperaturas.

Acima de 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius), o ácido sulfúrico concentrado começa a liberar automaticamente outro átomo de hidrogênio, liberando ambos os átomos de hidrogênio. Isso permite que ocorra oxidação, que corrói a maioria dos metais, formando sulfato de metal e gás hidrogênio. A mais de 150 ° Celsius (302 ° Fahrenheit), a taxa de atividade se torna extrema e a corrosão com ácido sulfúrico é imparável. Mesmo a tantalina, uma liga desenvolvida para não corroer em uma solução concentrada de alta temperatura de ácido sulfúrico, corroerá rapidamente nessas condições.

Um evento bizarro ocorre no ácido sulfúrico concentrado “sem água”. Nesse estado, encontrado apenas na forma de espuma, a maioria dos metais sofre menos corrosão com o ácido sulfúrico porque o hidrogênio usa a água para separar ou desassociar o ácido sulfúrico. Sem água, o ácido sulfúrico perde suas capacidades de oxidação e a corrosão pode ser causada apenas pela atividade ácida, que ainda é extremamente alta, mas não afeta materiais nos quais não há água disponível. Uma razão pela qual o ácido sulfúrico é usado todos os dias em várias indústrias é remover a água dos produtos e materiais. Quase todo material que contém água, mesmo cristais de açúcar, fica mais desidratado quando exposto ao ácido sulfúrico concentrado.