корозія металу в кислотах - це його руйнування при взаємодії з концентрованими або розведеними кислотами. Часто такі руйнування зустрічаються на хімічних виробництвах і інших сферах діяльності людини. Слабкі кислотні розчини можуть створювати навіть деякі продукти харчування, і непокритий метал, дотичний з ними, буде коррозировать. Те, як себе поведе металевий предмет при контакті з кислотою, залежить від його здатності пасивуватися. Процес корозії металів в кислотах проходить з виділенням водню.
Розглянемо більш докладно випадки корозії металу в кислотах різного походження.
Корозія металів в соляній кислоті
Соляна кислота є дуже агресивною по відношенню до металів. Більшою мірою це обумовлюється вмістом у ній іонів Cl-. Навіть корозійно-стійкі стали піддаються руйнуванню, коли концентрація кислоти вище середнього. Якщо ж розчин досить сильно розбавлений, такі стали корозії не піддаються.
Корозія нікелю в сірчаної кислоти не протікає навіть у випадках, коли досягається температура кипіння. У присутності тривалентного заліза, хлоридів, інших окислювачів нікель і його сплави починають руйнуватися.
Низьколегована аустенитная сталь при кімнатній температурі і концентрації соляної кислоти в 0,2 - 1% піддається корозії зі швидкістю 24 г / (м2• добу).
Корозія металів в органічних кислотах
Найсильнішою серед органічних кислот є оцтова. У яблучної, бензойної, пікринової, олеїнової, винної, стеаринової кислотах навіть при високих температурах (вище 100 ° С) корозійно-стійкі стали відрізняються високою стійкістю. При контакті металів з мурашиної кислотою утворюються питтингов (Особливо при збільшенні температури). Глибина їх навіть більше, ніж в оцтової кислоти.
Відео: Хімія. корозія металів
В органічних кислотах високою стійкістю володіє алюміній, тому що на його поверхні присутня захисна плівка важкорозчинних оксидів.
Щавлева, себацинова, лимонна і молочна кислоти викликають корозію сталей тільки при великих концентраціях. У них стійкі хромисті стали з добавками молібдену.
Відео: Залізна руда розчиняється в кислоті.
Корозія металів в азотній кислоті
Азотна кислота має агресивний впливом по відношенню до багатьох металів. Маловуглецеві стали не володіють достатньою стійкістю в розчинах азотної кислоти. Крім того, при підвищенні концентрації HNO3 до 35 - 40% (при даних концентраціях сталь переходить в пасивний стан) корозія маловуглецевих сталей в азотній кислоті збільшується. При концентрації азотної кислоти близькою до 100% пасивний стан порушується. Азотна кислота є окислювачем. При корозії заліза катодними деполяризаторами є молекули азотної кислоти і нітрат-іони. Стійкість в азотній кислоті хромистих сталей підвищується, якщо в їх склад вводити нікель і молібден. Корозійне руйнування сталей в азотній кислоті відбувається по межах зерен. На алюміній мало впливав надають пари азотної кислоти або розчини з концентрацією більше 80%. При нормальній температурі алюміній має високу корозійну стійкість в азотній кислоті. Швидкість корозії алюмінію в азотній кислоті зростає при постійному перемішуванні і присутності в розчині хлорид-іонів.
Корозія металів в сірчаної кислоти
При концентрації сірчаної кислоти близько 50 - 55% поверхню заліза переходить в пасивний стан. Далі з підвищенням температури і концентрації сірчаної кислоти поверхню заліза стає активною (спостерігається корозія заліза в сірчаної кислоти).
У розчинах сірчаної кислоти, як і в інших кислотах, на швидкість корозії заліза великий вплив робить природа аніонів. Це пов`язано з гальмуванням катодного і анодного процесів і їх адсорбцією на поверхні металу.
Я.М. Колотиркін розвинув уявлення, що на анодне розчинення заліза впливають аніони. Це пов`язано з утворення комплексу:
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.
З перерахованих вище рівнянь зрозуміло, що швидкість анодного процесу зростає зі збільшенням концентрації іонів HSO4- і SO42. З поверхні заліза сульфат іони витісняються хлорид іонами, але до певної концентрації іонів хлору, швидкість протікання анодного процесу сповільнюється.
У 95 - 98% сірчаної кислоти при нормальній температурі хорошою стійкістю володіють хромисті стали (з вмістом хрому близько 17%) з невеликою добавкою молібдену або без нього. В таких умовах (при великій концентрації сірчаної кислоти) стійок також алюміній і вуглецеві сталі. Чистий алюміній (99,5%) більш стійкий в сірчаної кислоти, ніж його сплави, до складу яких не входить мідь. швидкість корозії алюмінію в сірчаної кислоти (і його сплавів) при підвищенні температури з 20 ° С до 98 ° С збільшується з 8 до 24 г / (м2• добу). Корозійно-стійкі стали в 5-ти або 20% розчині при температурі кипіння сірчаної кислоти стійкі тільки в присутності інгібіторів корозії.
При звичайній температурі в сірчаної кислоти корозія міді практично не спостерігається. А при підвищенні температури до 100 ° С процес руйнування інтенсифікується. У 25% розчині сірчаної кислоти, підвищеному тиску і температурі близькій до 200 ° С мідь швидко руйнується.
Латунь не володіє корозійну стійкість в розчинах сірчаної кислоти будь-яких концентрацій навіть при кімнатній температурі. Стійкість латуней до руйнування в сірчаної кислоти можна тільки підвищити введенням в розчин 30% солі CuSO4• 5H2O.
Корозія металів у фосфорній кислоті
Найбільшою стійкістю до корозії в фосфорної кислоти відрізняються молібденові стали. Алюміній і його сплави (до складу яких не входить мідь, магній) стійкі в фосфорної кислоти. При звичайній температурі не піддаються також руйнувань хромонікелеєві аустенітні сталі (в розчинах фосфорної кислоти будь-якої концентрації). У концентрованої технічної фосфорної кислоти при температурі не вище 50 ° С стійки маловуглецеві стали. Якщо сталь з 17% хрому помістити в розчин фосфорної кислоти, концентрацією від 1 до 10%, то вона буде мати високу стійкість навіть при температурі кипіння.
Мідь практично не піддається корозії у фосфорній кислоті при температурі від 20 до 95 ° С. Але якщо в систему вводити окислювач і підвищувати температуру - швидкість корозії міді в фосфорній кислоті значно збільшується. Бронзи і латуні в фосфорній кислоті поводяться аналогічно.
Корозія металів у фтористоводородной кислоті
Чавун, малоуглеродистая сталь і залізо у фтористоводородной кислоті швидко руйнуються. У 10% фтористоводородной кислоті при нормальній температурі мають гарну стійкість хромисті стали (з вмістом хрому 17%). У 20-% кислоті при температурі до 50 ° С стійкі аустенітні високолеговані стали. Латуні не руйнуються в 40-60-% фтористоводородной кислоті при 20 ° С. Магнієві сплави стійкі при температурах до 65 ° С в 45-% розчині.
