Какая кислота быстро разъедает металл?

Как растворить металл в домашних условиях Многим интересно знать, какая кислота разъедает металл. Для этой цели подойдут практически все кислоты – они оказывают разрушающее действие разной силы
Содержание

Какая кислота быстро разъедает металл?

Как растворить металл в домашних условиях

Многим интересно знать, какая кислота разъедает металл. Для этой цели подойдут практически все кислоты – они оказывают разрушающее действие разной силы на любую поверхность. Есть много рецептов растворения металла, но популярные методы подходят не всем. Кому-то нужно разделить лист стали на две части без болгарки, а иному – за пару дней проделать дыру в заборе. Рассмотрим основные способы, разбирая плюсы и минусы воздействия.

Азотная кислота (HNO3)

Это очень сильная кислота с резким запахом.

  • Растворяет все металлы, кроме алюминия и железа.
  • Низкая цена. От 15 руб. за килограмм для технической и от 50 руб. для чистой кислоты.
  • Распространенность – купить азотную кислоту можно в любом городе, во многих интернет-магазинах, во всех объемах и концентрациях.
  • Многофункциональность. Это соединение используют еще и как реагент ракетного топлива, удобрение и сырье для лекарств (нитроглицерина).
  • Летучесть азотной кислоты. Концентрированное соединение «дымит», а при ярком свете разлагается на оксид азота и воду. Хранить его нужно в темных емкостях.
  • Удушливый запах.
  • Ядовитость. Кислота опасна для человеческого организма, вызывает удушье и интоксикацию при незащищенном контакте. Работать с ней нужно в маске и перчатках.
  • Медленное действие. Если соединение не смешивать с другими кислотами, то 2 мм металла будут растворяться 5 часов.
  • Растворение не только нужного, но и окружающих объектов – бетона, дерева и т. д.

Какие кислоты разъедают металл

Подойдут еще серная, хлорная и фосфорная кислоты в высокой концентрации.

  • разъедают железо;
  • действуют быстро, но нужно помнить, что «быстро» в химии – очень обширное понятие;
  • доступность – найти эти кислоты проще, чем азотную;
  • свет никак не влияет на соединения;
  • устойчивость к низким температурам – если, например, серная кислота замерзнет, то ее свойства от этого не изменятся.
  • Непереносимость высоких температур. Кислоты могут «гасить» – сами они после этого не пострадают, но место хранения будет сложно восстановить.
  • Сложность работы. Необходимо соблюдать правила безопасности, голыми руками колбы с соединениями лучше не трогать. Нужно будет купить специальное оборудование, если вы собираетесь что-либо делать с кислотами.

Какая кислота быстро разъедает металл

Лучше использовать соединения нескольких веществ, например, «царскую водку». Это смесь одной части азотной и трех частей соляной кислоты. Окислительные способности такого соединения очень сильны – растворить можно даже золото.

«Царскую водку» нельзя хранить в открытом виде, потому что из нее испарится хлор и соединение потеряет основные свойства. Но за несколько минут металл не растворит даже это вещество – придется подождать пару часов, чтобы достичь нужного эффекта.

Если хочется увеличить скорость реакции, то можно нанести кислоту на нить (наносить без перерыва) и двигать этой нитью, как пилой по металлу.

Кислоты – это не лучшее решение проблемы. Намного эффективнее использовать газы, болгарку, термит или автоген (газовый резак).

Поскольку медь и цинк в последнее время довольно сильно выросли в цене, многие художники, специализирующиеся на вытравливании узоров на металле, перешли на сталь. Хотя сталь и не настолько изысканный металл, как медь, она лучше цинка и является к тому же более устойчивой, особенно при использовании в качестве печатной платы. Кислотой можно травить несколько видов стали, включая малоуглеродистую и нержавеющую. При травлении стали придерживайтесь данной инструкции.

Быстрое растворение железа и его сплавов

Быстрое растворение железа и его сплавов

Сообщение VVV_Pt » Пн ноя 14, 2011 12:22 pm

Уважаемые неорганики! Есть такая проблема : нужно быстро растворить участок железного листа. Если кто знает с практики какой смесью кислот можно это осуществить максимально быстро? Пробовал азотная – серная гдето 3;1 растрояется, но плохо, царская водка ; серная на 1 л 200 мл серной ну в принципе ничего но в закрытом помещении плохо сильно хлор валит , да и не быстро.

Может есть какие то проверенные методы?
Жду ответ!

Re: Быстрое растворение железа и его сплавов

Сообщение amik » Пн ноя 14, 2011 2:26 pm

Re: Быстрое растворение железа и его сплавов

Сообщение avor » Пн ноя 14, 2011 2:46 pm

Re: Быстрое растворение железа и его сплавов

Сообщение VVV_Pt » Пн ноя 14, 2011 3:12 pm

Re: Быстрое растворение железа и его сплавов

Сообщение amik » Пн ноя 14, 2011 3:27 pm

Re: Быстрое растворение железа и его сплавов

Сообщение antabu » Пн ноя 14, 2011 4:26 pm

Re: Быстрое растворение железа и его сплавов

Сообщение Iskander » Пн ноя 14, 2011 6:17 pm

Горячая неразбавленная азотка Но это для экстремалов

Горячий концентрированный раствор хлорного железа. Гораздо гуманнее и тоже весьма быстро

Re: Быстрое растворение железа и его сплавов

Сообщение avor » Пн ноя 14, 2011 6:21 pm

Re: Быстрое растворение железа и его сплавов

Сообщение Droog_Andrey » Пт ноя 18, 2011 11:26 pm

Re: Быстрое растворение железа и его сплавов

Сообщение ИСН » Сб ноя 19, 2011 11:34 pm

Re: Быстрое растворение железа и его сплавов

Сообщение Hedgehog » Вс ноя 20, 2011 12:29 pm

Re: Быстрое растворение железа и его сплавов

Сообщение avor » Вс ноя 20, 2011 1:20 pm

Re: Быстрое растворение железа и его сплавов

Сообщение Любитель_Манниха » Сб ноя 26, 2011 11:57 pm

Быстро, эффективно, безопасно: какой кислотой можно убрать ржавчину?

Один из главных врагов металла – ржавчина. Металлическая поверхность поражается коррозией в тех случаях, когда она не защищена покрытием, и подвергается воздействию влаги и кислорода.

Один из способов устранить ржавчину — использовать кислоты. О том, какой кислотой можно быстро и безопасно убрать ржавчину, читайте в статье.

Средства для удаления коррозии с металла

Коррозийные процессы, поражающие металл, ухудшают его характеристики, а при непринятии никаких мер – способствуют разрушению. Справиться с проблемой в домашних условиях можно применением различных кислот.

Лимонная

Использование лимонной кислоты для устранения коррозии может помочь при незначительном поражении металла.

Применение:

  1. Лимонную кислоту растворить в воде в пропорции 1:1.
  2. Нанести на участок с коррозией. Можно пропитать жидкостью ветошь и приложить к поврежденному металлу.
  3. Выдержать несколько часов, следя за тем, чтобы поверхность металла оставалась увлажненной.
  4. Счистить отслоившуюся ржавчину щеткой или скребком.
  5. Промыть участок металла, подвергавшийся воздействию кислоты, водой.

Лучший результат устранения ржавчины может быть достигнут при смешивании ее в равных пропорциях с уксусом. Подробнее о применении лимонной кислоты против ржавчины можно узнать здесь.

Серная

Серная кислота поможет решить проблему с коррозией быстро и эффективно. Для использования готовится водный раствор. Его плотность должна быть не более 1,15 г/см³, так как более высокая концентрация способна повредить металл.

Порядок воздействия включает окунание металла в раствор на полчаса. Если предмет большой, то применяется поверхностная обработка кистью. По окончанию воздействия металл рекомендуется обработать слабым раствором нашатыря для нейтрализации.

Ортофосфорная

Ортофосфорная кислота – один из часто используемых компонентов готовых средств устранения ржавчины и преобразователей. Применять ее можно в форме раствора.

Порядок работ:

  • зачистить поверхность металла, механически счистив верхний слой ржавчины;
  • подготовить раствор кислоты концентрацией 15-20%;
  • обработать поверхность.
Читайте также  Как сверлить коронкой по металлу?

В результате применения на поверхности металла образуется пленка, которая способна защитить поверхность от дальнейшей коррозии. И она может служить грунтом перед покраской. Подробнее о применении ортофосфорной кислоты в борьбе против ржавчины можно узнать тут.

Щавелевая

Применение щавелевой кислоты требует обязательного использования респиратора, очков.

Алгоритм действий:

  1. Участок металла, который требует очистки от ржавчины, необходимо промыть мыльным раствором или средством для мытья посуды.
  2. Смыть водой.
  3. Вытереть насухо.
  4. В отдельную емкость налить 0,3 литра воды.
  5. Добавить к воде 6 ч. л. кислоты.
  6. Погрузить в емкость предмет.
  7. Выдержать полчаса.
  8. Счистить налет.
  9. Промыть предмет горячей водой.
  10. Вытереть салфеткой.

Уксусная

Столовый уксус может быть использован для устранения ржавчины за счет входящей в его состав уксусной кислоты.

Порядок проведения работ методом погружения:

  • подготовить емкость, в которую металлический ржавый предмет может быть погружен целиком;
  • заполнить емкость уксусом;
  • поместить в раствор металлическое изделие;
  • выдержать несколько часов (не менее 2-х);
  • достать предмет;
  • применяя металлическую щетку, счистить ржавчину;
  • промыть предмет.

Если предметы очень маленькие, возможно после выдерживания изделий в уксусе, воспользоваться алюминиевой фольгой для снятия налета.

Предложенный способ удобен для обработки металлических предметов небольшого размера:

  • монеты;
  • болты;
  • гайки;
  • ключи и т.д.

Если необходимо обработать металлическое изделие большого размера (например, лопату, арматуру и т.д.), то придется воспользоваться таким способом:

  1. Обильно смочить в уксусе ветошь.
  2. Покрыть пропитанной в уксусе тряпкой пострадавший от коррозии участок.
  3. Выдержать несколько часов (не менее 2-х), периодически увлажняя ветошь уксусом.
  4. Счистить ржавчину.
  5. Смыть с поверхности металла остатки уксуса.

Полезная информация о способе удаления ржавчины при помощи уксуса найдется в этой статье.

Альтернативные варианты для очистки

Кроме воздействия кислот, ржавчину возможно устранить при помощи специальных покупных средств и домашних рецептов.

Домашние рецепты

К самым простым вариантам можно отнести:

  1. Алюминиевую фольгу, которая найдется на кухне. Если сделать из нее комок, и им потереть место коррозии, повреждение будет устранено.
  2. Пищевую соду. Хорошо убирает ржавчину. Ее перед нанесением разводят водой до состояния кашицы, наносят на полчаса на поверхность, после чего счищают.
  3. Перекись водорода. Подойдет она для удаления ржавых разводов с сантехники и кафеля.

Домашние средства рекомендованы при небольших коррозийных повреждениях, так как в своем большинстве менее эффективны, чем покупные препараты.

Покупные средства

Специальные препараты для удаления ржавчины с металлических поверхностей могут быть как с вхождением кислот, так и бескислотные. Кроме активных компонентов, в состав препаратов входят загустители, ингибиторы и другие вещества.

К хорошо себя зарекомендовавшим относятся такие средства:

  • Sonax;
  • Кольчуга;
  • Феном;
  • Hi-Gear Rust Treatment и другие.

Рекомендации при обработке поверхностей

Для того, чтобы удаление ржавчины дало максимальный эффект и не нанесло вреда, рекомендуется воспользоваться следующими советами специалистов:

  1. При использовании едких кислот и их растворов необходимо применять средства индивидуальной защиты, включая респиратор.
  2. Проводить работы желательно на открытом воздухе. Или в помещении с очень хорошей вентиляцией.
  3. При значительной коррозии перед обработкой кислотой рекомендуется зачистить металл жесткой щеткой.
  4. После смывания кислоты, поверхность металла необходимо просушить.
  5. Не следует смешивать несколько кислот вместе, если это не оговорено в рецептуре.

Применение покупных средств, чтобы удалить ржавчину, удобнее, чем самостоятельное изготовление растворов.

Много полезной информации об удалении ржавчины найдете в данном разделе сайта.

Видео по теме статьи

Удаление ржавчины с металла содой, уксусом, лимонной и ортофосфорной кислотой, видео-тестирование:

Заключение

Использование кислот для устранения ржавчины – метод эффективный, но требующий аккуратности, а также соблюдения всех мер личной безопасности. Кроме химически активных к коррозии кислот, могут быть использованы народные рецепты и специальные средства.

Методы и средства, подходящие для эффективного снятия ржавчины

  1. Азотной кислотой
  2. Соляной кислотой
  3. Ортофосфорной кислотой
  4. Уксусом или лимонкой
  5. Щелочным раствором
  6. Керосином и соляркой
  7. С помощью электролиза в кальцинированной соде

Без антикоррозийного покрытия металл со временем начинает ржаветь. Для удаления ржавчины с металла в домашних условиях, используют не только механические, но и химические, электрохимические способы. Расскажем подробно о каждом из них.

Азотной кислотой

Слабо концентрированный 58-процентный раствор вполне можно приобрести без наличия каких-либо разрешающих документов в отделах, торгующих химреактивами.

Убрать ржавчину с помощью азотной кислоты можно за считанные минуты. Для обработки металла ее разводят до 10%. Но кислота способна травить и сам металл. Поэтому для проведения подобных экспериментов требуется определенный опыт.

Концентрацию раствора, предназначенного для удаления ржавчины, необходимо будет точно рассчитать в зависимости от количества металла. Проследить понадобится и за процессом: как только кислота прореагирует с окисью, может начаться процесс разложения металла. Плюс при работе с подобными растворами требуется наличие качественной вытяжки и неукоснительное соблюдение техники безопасности.

Так как кислота способна разъедать не только ржавчину, но и металл, для обработки металлорежущих инструментов (к примеру, плашек, метчиков) подобный способ не подойдет. Диаметр резьбы может существенно поменяться. Особенно опасны кислоты для углеродистых сталей. Чем больше в них углерода, тем сильнее будет поврежден металл.

Соляной кислотой

Она действует так же быстро, как и азотная. Металл начинает белеть буквально на глазах. Так как в процессе реакции выделяются опасные газы, подходить слишком близко к емкости, в которой проводится обработка, не следует.

Более медленным, но и самым безопасным способом очистки является смешивание кислоты с мукой. Ее добавление существенно снизит скорость травления металла. Правда, для снятия ржавчины понадобится больше времени. Можно попробовать также добавить в солянку уротропин, являющийся ингибитором (подавителем) коррозии.

При обработке любой из кислот для нейтрализации ее остатков изделие обязательно промывают в нашатырном спирте или слабом щелочном растворе соды, мыла. Учтите, что после удаления маслянистой пленки металлическое изделие может буквально в течение получаса вновь «порыжеть». Поэтому после очистки средством против ржавчины его необходимо сразу же протереть насухо или хорошо прокалить, чтобы вода полностью испарилась.

Затем деталь смазывают, покрывают слоем цинка или окрашивают. Если нет возможности в ближайшее время обработать металл антикоррозийным составом, его покрывают с помощью пульверизатора смесью литола (солидола) и бензина.

Ортофосфорной кислотой

Подобный способ является, пожалуй, самым распространенным и безопасным. Ведь ортофосфорная кислота не удаляет слой окиси, а превращает его в пленку, которая может служить антикоррозийным покрытием. Однако подобный метод годится лишь для изделий из металла, лишь чуть затронутой ржавчиной.

В продаже есть специальное средство, именуемые «Антиржавчиной». Оно изготавливается именно на основе ортофосфорной кислоты. Правда, действует подобный раствор чуть медленнее.

Если налет достаточно большой, лучше использовать комбинацию первого и второго способа. Вначале обработать деталь соляной кислотой, а с помощью фосфорной лишь зафиксировать результат.

Уксусом или лимонкой

Удалить ржавчину с металла можно даже с помощью этих кислот. Способ очистки прост и безопасен. Металлическое изделие помещают в раствор лимонной кислоты (на 2,5 л воды будет достаточно пары 20-граммовых пакетиков). Большие поверхности обрызгивают пульверизатором.

Время выдержки зависит от степени повреждения металла. Как правило, оно составляет не больше суток. Можно поступить по-другому. Выдержать деталь в растворе пару часов, а затем размягченный слой потереть металлическим ершиком или фольгой. Он легко отойдет. Для ускорения процесса раствор лимонной кислоты можно предварительно вскипятить.

Еще одним преимуществом обработки лимонной кислотой является возможность дальнейшей оцинковки без предварительной очистки. На фосфатную же пленку, образующейся в результате взаимодействия «ржи» с ортофосфатной кислотой, цинк не ляжет. Плюсом является и то, что лимонка не затрагивает лакированные или окрашенные покрытия.

Обработка с помощью уксуса осуществляется точно также. Чем больше его концентрация, тем лучше. Можно использовать даже 70-процентный его раствор. При добавлении к уксусу обычной соли (ее насыпают столько, чтобы она перестала растворяться) эффект усилится. Если слой налета большой, перед тем, как очистить ржавчину с помощью кислоты, поверхность можно обработать железной щеткой или наждачкой.

Щелочным раствором

Со сталью способны вступать в реакцию практические все кислоты, в том числе и лимонная. Щелочи же с ней абсолютно не взаимодействует. Если поместить металлическую деталь в кипящий 40-процентный раствор гидроксида калия или титрированного NaOН, слой окиси исчезнет полностью, а сталь не повредится.

Керосином и соляркой

С нашей точки зрения, это не только лучшие, но и самые безопасные средства от ржавчины. Правда, очистка металла будет более продолжительной по времени.

Покрытую ржавчиной деталь помещают на 5-7 дней в керосин или солярку. После такого вымачивания окись растворится полностью, а сам металл останется целым.

С помощью электролиза в кальцинированной соде

Подобная обработка позволяет сохранить в целостности даже хромированные поверхности. С помощью кальцинированной соды мы получим угольную кислоту, которая будет очищать металл.

Расскажем, как очистить металл от ржавчины подобным способом:

  1. При изготовлении небольшого количества раствора блоком питания может служить даже старая зарядка для телефона. Для обработки значительного объема деталей можно взять, к примеру, старый блок питания от компьютера.
  2. К обрабатываемой детали необходимо подключить минус, а к электроду плюс.
  3. Для лучшей проводимости участок, к которому будет подсоединяться провод, необходимо очистить наждачкой.
  4. В качестве положительного электрода используют подходящий по размеру кусок жести.
  5. За 3-4 часа такой обработки можно удалить даже значительные слои окиси железа. При необходимости электролиз проводят повторно.
  6. Остатки ржавчины можно протравить в растворе уксуса.
Читайте также  Как правильно сваривать металл сваркой?

Избавиться от ржавчины в домашних условиях можно любым из вышеописанных способов. Для обработки крупных деталей допустимо использование кислот. Очистка подобным способом металлорежущих инструментов и деталей механизмов во избежание травления металла недопустима. Их лучше подвергнуть электролизу или поместить в раствор с керосином или соляркой.

Коррозия металлов в кислотах

Коррозия металла в кислотах – это его разрушение при взаимодействии с концентрированными или разведенными кислотами. Часто такие разрушения встречаются на химических производствах и других сферах деятельности человека. Слабые кислотные растворы могут создавать даже некоторые продукты питания, и непокрытый металл, соприкасающийся с ними, будет коррозировать. То, как себя поведет металлический предмет при контакте с кислотой, зависит от его способности пассивироваться. Процесс коррозии металлов в кислотах проходит с выделением водорода.

Рассмотрим более подробно случаи коррозии металла в кислотах разного происхождения.

Коррозия металлов в соляной кислоте

Соляная кислота является очень агрессивной по отношению к металлам. В большей степени это обуславливается содержанием в ней ионов Cl — . Даже коррозионно-стойкие стали подвергаются разрушению, когда концентрация кислоты выше среднего. Если же раствор достаточно сильно разбавлен, такие стали коррозии не подвергаются.

Коррозия никеля в серной кислоте не протекает даже в случаях, когда достигается температура кипения. В присутствии трехвалентного железа, хлоридов, других окислителей никель и его сплавы начинают разрушаться.

Низколегированная аустенитная сталь при комнатной температуре и концентрации соляной кислоты в 0,2 – 1% подвергается коррозии со скоростью 24 г/(м 2 •сут).

Коррозия металлов в органических кислотах

Самой сильной среди органических кислот является уксусная. В яблочной, бензойной, пикриновой, олеиновой, винной, стеариновой кислотах даже при больших температурах (выше 100°С) коррозионно-стойкие стали отличаются высокой устойчивостью. При контакте металлов с муравьиной кислотой образуются питтинги (особенно при увеличении температуры). Глубина их даже больше, чем в уксусной кислоте.

В органических кислотах высокой устойчивостью обладает алюминий, т.к. на его поверхности присутствует защитная пленка труднорастворимых окислов.

Щавелевая, себациновая, лимонная и молочная кислоты вызывают коррозию сталей только при больших концентрациях. В них устойчивы хромистые стали с добавками молибдена.

Коррозия металлов в азотной кислоте

Азотная кислота обладает агрессивным воздействием по отношению ко многим металлам. Малоуглеродистые стали не обладают достаточной устойчивостью в растворах азотной кислоты. Кроме того, при повышении концентрации HNO3 до 35 – 40% (при данных концентрациях сталь переходит в пассивное состояние) коррозия малоуглеродистых сталей в азотной кислоте увеличивается. При концентрации азотной кислоты близкой к 100% пассивное состояние нарушается. Азотная кислота является окислителем. При коррозии железа катодными деполяризаторами являются молекулы азотной кислоты и нитрат-ионы. Устойчивость в азотной кислоте хромистых сталей повышается, если в их состав вводить никель и молибден. Коррозионное разрушение сталей в азотной кислоте происходит по границам зерен. На алюминий слабое влияние оказывают пары азотной кислоты или растворы с концентрацией более 80%. При нормальной температуре алюминий обладает высокой коррозионной стойкостью в азотной кислоте. Скорость коррозии алюминия в азотной кислоте возрастает при постоянном перемешивании и присутствии в растворе хлорид-ионов.

Коррозия металлов в серной кислоте

При концентрации серной кислоты около 50 – 55% поверхность железа переходит в пассивное состояние. Далее с повышением температуры и концентрации серной кислоты поверхность железа становится активной (наблюдается коррозия железа в серной кислоте).

В растворах серной кислоты, как и в других кислотах, на скорость коррозии железа большое влияние оказывает природа анионов. Это связано с торможением катодного и анодного процессов и их адсорбцией на поверхности металла.

Я.М. Колотыркин развил представления, что на анодное растворение железа оказывают влияние анионы. Это связано с образование комплекса:

Из вышеперечисленных уравнений понятно, что скорость анодного процесса возрастает с увеличением концентрации ионов HSO4 — и SO4 2- . С поверхности железа сульфат ионы вытесняются хлорид ионами, но до определенной концентрации ионов хлора, скорость протекания анодного процесса замедляется.

В 95 – 98% серной кислоте при нормальной температуре хорошей устойчивостью обладают хромистые стали (с содержанием хрома около 17%) с небольшой добавкой молибдена или без него. В таких условиях (при большой концентрации серной кислоты) стоек также алюминий и углеродистые стали. Чистый алюминий (99,5%) более устойчив в серной кислоте, чем его сплавы, в состав которых не входит медь. Скорость коррозии алюминия в серной кислоте (и его сплавов) при повышении температуры с 20°С до 98°С увеличивается с 8 до 24 г/(м 2 •сут). Коррозионно-стойкие стали в 5-ти или 20-% растворе при температуре кипения серной кислоты устойчивы только в присутствии ингибиторов коррозии.

При обычной температуре в серной кислоте коррозия меди практически не наблюдается. А при повышении температуры до 100°С процесс разрушения интенсифицируется. В 25% растворе серной кислоты, повышенном давлении и температуре близкой к 200°С медь быстро разрушается.

Латунь не обладает коррозионной стойкостью в растворах серной кислоты любых концентраций даже при комнатной температуре. Устойчивость латуней к разрушению в серной кислоте можно только повысить введением в раствор 30% соли CuSO4•5H2O.

Коррозия металлов в фосфорной кислоте

Наибольшей стойкостью к коррозии в фосфорной кислоте отличаются молибденовые стали. Алюминий и его сплавы (в состав которых не входит медь, магний) устойчивы в фосфорной кислоте. При обычной температуре не поддаются также разрушениям хромоникелевые аустенитные стали (в растворах фосфорной кислоты любой концентрации). В концентрированной технической фосфорной кислоте при температуре не выше 50°С стойки малоуглеродистые стали. Если сталь с 17% хрома поместить в раствор фосфорной кислоты, концентрацией от 1 до 10%, то она будет обладать высокой устойчивостью даже при температуре кипения.

Медь практически не подвергается коррозии в фосфорной кислоте при температуре от 20 до 95°С. Но если в систему вводить окислитель и повышать температуру – скорость коррозии меди в фосфорной кислоте значительно увеличивается. Бронзы и латуни в фосфорной кислоте ведут себя аналогично.

Коррозия металлов во фтористоводородной кислоте

Чугун, малоуглеродистая сталь и железо во фтористоводородной кислоте быстро разрушаются. В 10-% фтористоводородной кислоте при нормальной температуре обладают хорошей устойчивостью хромистые стали (с содержанием хрома 17%). В 20-% кислоте при температуре до 50°С устойчивы аустенитные высоколегированные стали. Латуни не разрушаются в 40-60-% фтористоводородной кислоте при 20°С. Магниевые сплавы устойчивы при температурах до 65°С в 45-% растворе.

Коррозия металлов в кислотах

Коррозия металла в кислотах – это его разрушение при взаимодействии с концентрированными или разведенными кислотами. Часто такие разрушения встречаются на химических производствах и других сферах деятельности человека. Слабые кислотные растворы могут создавать даже некоторые продукты питания, и непокрытый металл, соприкасающийся с ними, будет коррозировать. То, как себя поведет металлический предмет при контакте с кислотой, зависит от его способности пассивироваться. Процесс коррозии металлов в кислотах проходит с выделением водорода.

Рассмотрим более подробно случаи коррозии металла в кислотах разного происхождения.

Коррозия металлов в соляной кислоте

Соляная кислота является очень агрессивной по отношению к металлам. В большей степени это обуславливается содержанием в ней ионов Cl-. Даже коррозионно-стойкие стали подвергаются разрушению, когда концентрация кислоты выше среднего. Если же раствор достаточно сильно разбавлен, такие стали коррозии не подвергаются.

Коррозия никеля в серной кислоте не протекает даже в случаях, когда достигается температура кипения. В присутствии трехвалентного железа, хлоридов, других окислителей никель и его сплавы начинают разрушаться.

Низколегированная аустенитная сталь при комнатной температуре и концентрации соляной кислоты в 0,2 – 1% подвергается коррозии со скоростью 24 г/(м2•сут).

Коррозия металлов в органических кислотах

Самой сильной среди органических кислот является уксусная. В яблочной, бензойной, пикриновой, олеиновой, винной, стеариновой кислотах даже при больших температурах (выше 100°С) коррозионно-стойкие стали отличаются высокой устойчивостью. При контакте металлов с муравьиной кислотой образуются питтинги (особенно при увеличении температуры). Глубина их даже больше, чем в уксусной кислоте.

В органических кислотах высокой устойчивостью обладает алюминий, т.к. на его поверхности присутствует защитная пленка труднорастворимых окислов.

Щавелевая, себациновая, лимонная и молочная кислоты вызывают коррозию сталей только при больших концентрациях. В них устойчивы хромистые стали с добавками молибдена.

Коррозия металлов в азотной кислоте

Азотная кислота обладает агрессивным воздействием по отношению ко многим металлам. Малоуглеродистые стали не обладают достаточной устойчивостью в растворах азотной кислоты. Кроме того, при повышении концентрации HNO3 до 35 – 40% (при данных концентрациях сталь переходит в пассивное состояние) коррозия малоуглеродистых сталей в азотной кислоте увеличивается. При концентрации азотной кислоты близкой к 100% пассивное состояние нарушается. Азотная кислота является окислителем. При коррозии железа катодными деполяризаторами являются молекулы азотной кислоты и нитрат-ионы. Устойчивость в азотной кислоте хромистых сталей повышается, если в их состав вводить никель и молибден. Коррозионное разрушение сталей в азотной кислоте происходит по границам зерен. На алюминий слабое влияние оказывают пары азотной кислоты или растворы с концентрацией более 80%. При нормальной температуре алюминий обладает высокой коррозионной стойкостью в азотной кислоте. Скорость коррозии алюминия в азотной кислоте возрастает при постоянном перемешивании и присутствии в растворе хлорид-ионов.

Читайте также  Чем полировать металл в домашних условиях?

Коррозия металлов в серной кислоте

При концентрации серной кислоты около 50 – 55% поверхность железа переходит в пассивное состояние. Далее с повышением температуры и концентрации серной кислоты поверхность железа становится активной (наблюдается коррозия железа в серной кислоте).

В растворах серной кислоты, как и в других кислотах, на скорость коррозии железа большое влияние оказывает природа анионов. Это связано с торможением катодного и анодного процессов и их адсорбцией на поверхности металла.

Я.М. Колотыркин развил представления, что на анодное растворение железа оказывают влияние анионы. Это связано с образование комплекса:

Fe + H2O ↔ Fe(OH-)адс. + H+;

Fe(OH-)адс ↔ Fe(OH)адс + e-;

Fe(OH)адс + HSO4- →FeSO4 + H2O + e-;

Fe(OH)адс + SO42- → FeSO4 + OH- + e-;

FeSO4 = Fe2+ + SO42-.

Из вышеперечисленных уравнений понятно, что скорость анодного процесса возрастает с увеличением концентрации ионов HSO4- и SO42-. С поверхности железа сульфат ионы вытесняются хлорид ионами, но до определенной концентрации ионов хлора, скорость протекания анодного процесса замедляется.

В 95 – 98% серной кислоте при нормальной температуре хорошей устойчивостью обладают хромистые стали (с содержанием хрома около 17%) с небольшой добавкой молибдена или без него. В таких условиях (при большой концентрации серной кислоты) стоек также алюминий и углеродистые стали. Чистый алюминий (99,5%) более устойчив в серной кислоте, чем его сплавы, в состав которых не входит медь. Скорость коррозии алюминия в серной кислоте (и его сплавов) при повышении температуры с 20°С до 98°С увеличивается с 8 до 24 г/(м2•сут). Коррозионно-стойкие стали в 5-ти или 20-% растворе при температуре кипения серной кислоты устойчивы только в присутствии ингибиторов коррозии.

При обычной температуре в серной кислоте коррозия меди практически не наблюдается. А при повышении температуры до 100°С процесс разрушения интенсифицируется. В 25% растворе серной кислоты, повышенном давлении и температуре близкой к 200°С медь быстро разрушается.

Латунь не обладает коррозионной стойкостью в растворах серной кислоты любых концентраций даже при комнатной температуре. Устойчивость латуней к разрушению в серной кислоте можно только повысить введением в раствор 30% соли CuSO4•5H2O.

Коррозия металлов в фосфорной кислоте

Наибольшей стойкостью к коррозии в фосфорной кислоте отличаются молибденовые стали. Алюминий и его сплавы (в состав которых не входит медь, магний) устойчивы в фосфорной кислоте. При обычной температуре не поддаются также разрушениям хромоникелевые аустенитные стали (в растворах фосфорной кислоты любой концентрации). В концентрированной технической фосфорной кислоте при температуре не выше 50°С стойки малоуглеродистые стали. Если сталь с 17% хрома поместить в раствор фосфорной кислоты, концентрацией от 1 до 10%, то она будет обладать высокой устойчивостью даже при температуре кипения.

Медь практически не подвергается коррозии в фосфорной кислоте при температуре от 20 до 95°С. Но если в систему вводить окислитель и повышать температуру – скорость коррозии меди в фосфорной кислоте значительно увеличивается. Бронзы и латуни в фосфорной кислоте ведут себя аналогично.

Коррозия металлов во фтористоводородной кислоте

Чугун, малоуглеродистая сталь и железо во фтористоводородной кислоте быстро разрушаются. В 10-% фтористоводородной кислоте при нормальной температуре обладают хорошей устойчивостью хромистые стали (с содержанием хрома 17%). В 20-% кислоте при температуре до 50°С устойчивы аустенитные высоколегированные стали. Латуни не разрушаются в 40-60-% фтористоводородной кислоте при 20°С. Магниевые сплавы устойчивы при температурах до 65°С в 45-% растворе.

Какая кислота быстро разъедает металл?

ОТНОШЕНИЕ МЕТАЛЛОВ К КИСЛОТАМ

Чаще всего в химической практике используются такие сильные кислоты как серная H 2 SO 4 , соляная HCl и азотная HNO 3 . Далее рассмотрим отношение различных металлов к перечисленным кислотам.

Соляная кислота ( HCl )

Соляная кислота – это техническое название хлороводородной кислоты. Получают ее путем растворения в воде газообразного хлороводорода – HCl . Ввиду невысокой его растворимости в воде, концентрация соляной кислоты при обычных условиях не превышает 38%. Поэтому независимо от концентрации соляной кислоты процесс диссоциации ее молекул в водном растворе протекает активно:

HCl H + + Cl —

Образующиеся в этом процессе ионы водорода H + выполняют роль окислителя, окисляя металлы, расположенные в ряду активности левее водорода. Взаимодействие протекает по схеме:

Me + HCl соль + H 2

При этом соль представляет собой хлорид металла ( NiCl 2 , CaCl 2 , AlCl 3 ), в котором число хлорид-ионов соответствует степени окисления металла.

Соляная кислота является слабым окислителем, поэтому металлы с переменной валентностью окисляются ей до низших положительных степеней окисления:

Fe 0 Fe 2+

Co 0 Co 2+

Ni 0 Ni 2+

Cr 0 Cr 2+

Mn 0 Mn 2+ и др .

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2

2│ Al 0 – 3 e — → Al 3+ — окисление

3│2 H + + 2 e — → H 2 – восстановление

Соляная кислота пассивирует свинец ( Pb ). Пассивация свинца обусловлена образованием на его поверхности трудно растворимого в воде хлорида свинца ( II ), который защищает металл от дальнейшего воздействия кислоты:

Pb + 2 HCl → PbCl 2 ↓ + H 2

Серная кислота ( H 2 SO 4 )

В промышленности получают серную кислоту очень высокой концентрации (до 98%). Следует учитывать различие окислительных свойств разбавленного раствора и концентрированной серной кислоты по отношению к металлам.

Разбавленная серная кислота

В разбавленном водном растворе серной кислоты большинство ее молекул диссоциируют:

H2SO4 H + + HSO4

HSO4H + + SO4 2-

Образующиеся ионы Н + выполняют функцию окислителя.

Как и соляная кислота, разбавленный раствор серной кислоты взаимодействует только с металлами активными и средней активности (расположенными в ряду активности до водорода).

Химическая реакция протекает по схеме:

1│2Al 0 – 6e — → 2Al 3+ — окисление

3│2 H + + 2 e — → H 2 – восстановление

Металлы с переменной валентностью окисляются разбавленным раствором серной кислоты до низших положительных степеней окисления:

Fe 0 Fe 2+

Co 0 Co 2+

Ni 0 Ni 2+

Cr 0 Cr 2+

Mn 0 Mn 2+ и др .

Свинец ( Pb ) не растворяется в серной кислоте (если ее концентрация ниже 80%) , так как образующаяся соль PbSO 4 нерастворима и создает на поверхности металла защитную пленку.

Концентрированная серная кислота

В концентрированном растворе серной кислоты (выше 68%) большинство молекул находятся в недиссоциированном состоянии, поэтому функцию окислителя выполняет сера, находящаяся в высшей степени окисления ( S +6 ). Концентрированная H 2 SO 4 окисляет все металлы, стандартный электродный потенциал которых меньше потенциала окислителя – сульфат-иона SO 4 2- (0,36 В). В связи с этим, с концентрированной серной кислотой реагируют и некоторые малоактивные металлы.

Процесс взаимодействия металлов с концентрированной серной кислотой в большинстве случаев протекает по схеме:

Me + H 2 SO 4 (конц.) соль + вода + продукт восстановления H 2 SO 4

Продуктами восстановления серной кислоты могут быть следующие соединения серы:

Практика показала, что при взаимодействии металла с концентрированной серной кислотой выделяется смесь продуктов восстановления, состоящая из H 2 S , S и SO 2. Однако, один из этих продуктов образуется в преобладающем количестве. Природа основного продукта определяется активностью металла: чем выше активность, тем глубже процесс восстановления серы в серной кислоте.

Взаимодействие металлов различной активности с концентрированной серной кислотой можно представить схемой:

Алюминий ( Al ) и железо ( Fe ) не реагируют с холодной концентрированной H 2 SO 4 , покрываясь плотными оксидными пленками, однако при нагревании реакция протекает.

Ag , Au , Ru , Os , Rh , Ir , Pt не реагируют с серной кислотой.

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем, поэтому при взаимодействии с ней металлов, обладающих переменной валентностью, последние окисляются до более высоких степеней окисления, чем в случае с разбавленным раствором кислоты:

Fe 0Fe 3+ ,

Cr 0Cr 3+ ,

Mn 0Mn 4+ ,

Sn 0Sn 4+

Свинец ( Pb ) окисляется до двухвалентного состояния с образованием растворимого гидросульфата свинца Pb ( HSO 4 )2 .

Примеры:

Активный металл

4│2 Al 0 – 6 e — → 2 Al 3+ — окисление

Оцените статью
Добавить комментарий