Какие факторы влияют на коррозию серной кислотой?

Коррозия серной кислотой происходит из-за трех основных факторов: температуры, концентрации и состава материала. Эти факторы влияют на два основных свойства серной кислоты: скорость ее активности и скорость окисления. Скорость активности означает, насколько хорошо серная кислота растворяется или разрушается, а степень окисления означает, насколько легко она может вызвать изменение электрических зарядов, что приводит к новым реакциям и большей коррозии. Ржавчина металла является примером окисления, вызывающего реакцию железа с водой с образованием оксида железа или ржавчины. Оба свойства увеличивают коррозию серной кислотой, и оба становятся более сильными с повышением температуры и концентрации раствора серной кислоты.

Тип материала играет важную роль при рассмотрении серной кислоты и коррозии. Даже разбавленная серная кислота при низких температурах вызывает коррозию органических материалов, но не металлов. Материалы на основе углерода, такие как кожа, сильно подвержены коррозии при воздействии серной кислоты из-за их органического состава. Кислотные ожоги на самом деле похожи на таяние в горячем огне; углерод превращается в углекислый газ, а тепло выделяется при смешивании серной кислоты с водой, содержащейся в органических веществах. Это удаление воды, или обезвоживание, вызывает коррозию, потому что вода клеток вырывается, разрушая их в процессе.

Температура и скорость окисления серной кислоты зависят от температуры. Чем больше тепла, тем больше силы растворяться и вызывать реакции; таким образом, больше коррозии. В случае металлов окисление не происходит с разбавленной серной кислотой, потому что недостаточно кислоты может распасться. Это связано с тем, что в серной кислоте есть два атома водорода, которые необходимо отделить, чтобы большинство реакций окисления происходило с металлами. При тех же условиях, при низкой температуре и низкой концентрации, большинство металлов не подвержены коррозии, но серная кислота может стать очень едкой при высоких температурах.

Выше 212 ° по Фаренгейту (100 ° С) концентрированная серная кислота начинает автоматически высвобождать другой атом водорода, освобождая оба атома водорода. Это позволяет происходить окислению, которое разъедает большинство металлов, образуя сульфат металла и газообразный водород. При температуре более 302 ° по Фаренгейту (150 ° С) скорость активности становится чрезмерной, и коррозию серной кислотой невозможно остановить. Даже танталин, сплав, разработанный для того, чтобы не подвергаться коррозии в высокотемпературном концентрированном растворе серной кислоты, будет быстро подвергаться коррозии в этих условиях.

Странное событие происходит в «безводной» концентрированной серной кислоте. В этом состоянии, обнаруженном только в виде пены, большинство металлов испытывают меньшую коррозию с серной кислотой, поскольку водород использует воду для отделения или диссоциации серной кислоты. Без воды серная кислота теряет свои окислительные способности, а коррозия может быть вызвана только кислотной активностью, которая все еще чрезвычайно высока, но не влияет на материалы, в которых нет воды. Одной из причин, по которой серная кислота используется каждый день в различных отраслях промышленности, является удаление воды из продуктов и материалов. Почти любой водосодержащий материал, даже кристаллы сахара, становятся более обезвоженными при воздействии концентрированной серной кислоты.