Vilka faktorer påverkar korrosion med svavelsyra?
Korrosion med svavelsyra uppstår på grund av tre huvudfaktorer: temperatur, koncentration och materialets sammansättning. Dessa faktorer påverkar två huvudegenskaper för svavelsyra, dess aktivitetshastighet och oxidationshastighet. Aktivitetshastighet betyder hur bra svavelsyra upplöses, eller bryter ner saker, och oxidationsgraden betyder hur lätt det kan orsaka förändringar i de elektriska laddningarna, vilket möjliggör nya reaktioner och mer korrosion. Metallrostning är ett exempel på oxidation som orsakar reaktionen av järn med vatten för att bilda järnoxid eller rost. Båda egenskaperna ökar korrosionen med svavelsyra och båda blir kraftigare med ökande temperatur och koncentration av svavelsyralösningen.
Materialtypen spelar en viktig faktor när man överväger svavelsyra och korrosion. Till och med utspädd svavelsyra vid låga temperaturer orsakar organiska material att korrodera, men inte metaller. Kolbaserade material, såsom hud, är starkt frätande när de utsätts för svavelsyra på grund av deras organiska sammansättning. Syraförbränningar är faktiskt som att smälta i en varm eld; kolet förändras till koldioxid och värmen utvecklas från svavelsyran som blandas med vattnet som fångas i organiska ämnen. Detta avlägsnande av vatten, eller uttorkning, orsakar korrosion eftersom cellernas vatten dras ut och förstör dem i processen.
Aktivitetshastigheten och oxidationsgraden för svavelsyra påverkas av temperaturen. Med mer värme kommer mer kraft att upplösa och orsaka reaktioner; alltså mer korrosion. Med metaller sker inte oxidation med utspädd svavelsyra eftersom inte tillräckligt med syran får brytas upp. Detta beror på att svavelsyra har två väteatomer som måste separeras för att de flesta oxidationsreaktioner kan inträffa med metaller. Under samma förhållanden, låg värme och låg koncentration, korroderar de flesta metaller inte, men svavelsyra kan bli mycket frätande vid höga temperaturer.
Över 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius) startar koncentrerad svavelsyra automatiskt frisättning av en annan väteatom och frigör båda väteatomerna. Detta tillåter oxidation, vilket korroderar de flesta metaller genom att bilda ett metallsulfat och vätgas. Vid mer än 302 ° Fahrenheit (150 ° Celsius) blir aktivitetsgraden extrem och korrosion med svavelsyra är ostoppbar. Till och med tantal, en legering som utvecklats för att inte korrodera i en högtemperatur koncentrerad svavelsyralösning, korroderar snabbt under dessa förhållanden.
En bisarra händelse inträffar i ”vattenfri” koncentrerad svavelsyra. I detta tillstånd, som endast finns i skumform, upplever de flesta metaller mindre korrosion med svavelsyra eftersom vätet använder vatten för att separera eller ta bort, från svavelsyran. Utan vatten förlorar svavelsyran oxidationsförmågan och korrosion kan endast orsakas av syraaktivitet, som fortfarande är extremt hög men inte påverkar material där inget vatten finns tillgängligt. En anledning till att svavelsyra används varje dag i olika branscher är att ta bort vatten från produkter och material. Nästan alla vatteninnehållande material, till och med sockerkristaller, blir mer uttorkade när de utsätts för koncentrerad svavelsyra.