Какая кислота лучше разъедает металл?

Какая кислота лучше разъедает металл?

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.

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.

Выбор материала проточной части

Поверхностное разрушение металла под действием внешней среды называется коррозией.

Чистое железо и низколегированные стали неустойчивы против коррозии в атмосфере, в воде и многих других средах, так как образующаяся пленка окислов недостаточно плотна и не изолирует металл от химического воздействия среды. Некоторые элементы повышают устойчивость стали против коррозии, и таким образом можно подобрать сталь, практически не подвергающуюся разрушению в данной среде.

При введении таких легирующих элементов происходит скачкообразное повышение коррозионной стойкости. К примеру, введение в сталь более 12% хрома (Cr) делает ее коррозионностойкой в атмосфере и во многих других промышленных средах. Стали содержащие менее 12% Cr, практически в столь же большой степени подвержены коррозии, как и железо. Стали содержащие 12-14% Cr, ведут себя как благородные металлы: обладая положительным электрохимическим потенциалом, они не ржавеют и не окисляются на воздухе, в воде, в ряде кислот, солей и щелочей.

Хромистые нержавеющие стали

Хромистые нержавеющие стали применяют трех типов: 13, 17 и 27% Cr в зависимости от требований имеют различное содержание углерода.

Стали с более 17% Cr имеют иногда небольшие добавки титана и никеля, которые вводят для улучшения механических свойств. Помимо этого стали с таким содержанием хрома обладают высокой коррозионной стойкостью вплоть до температуры 900 ºС.

Стали с содержанием хрома 13% более распространенные и наименее дорогостоящие, их применяют для бытовых назначений и в технике. Эти стали хорошо поддаются сварке. Сплавы с низким содержанием углерода пластичны, с высоким — обладают высокой твердостью и повышенной прочностью, из них изготавливают детали повышенной прочности и износоустойчивости (хирургический инструмент, подшипники, пружины и другие детали, работающие в активной коррозионной среде).

Аустенитные стали

Введение достаточного количества никеля (Ni) в хромистую сталь обеспечивает лучшую механическую прочность, делает сталь более коррозионностойкой и не хладноломкой. Нержавеющие стали с 18% Cr и 10% Ni получили наиболее широкое распространение в машиностроении.

Для того, чтобы повысить сопротивление коррозии в кислотах в сталь вводят молибден и медь, особенно молибден с медью при одновременном увеличении содержания никеля. При необходимости, чтобы иметь еще и высокие механические свойства вводят титан и алюминий.

Читайте также  Для чего нужна закалка металла?

Более высокую коррозионную стойкость имеют никеливые сплавы типа хастеллой 80% Ni и 20% Mo (сплавы НИМО) с дополнительным легированием.

Титан

Титан (Ti) имеет высокую удельную прочность, благодаря чему сплавы на его основе получили широкое применение в технике, особенно в тех областях, где важное значение имеет масса (авиация, ракетостроение и др.). Титан обладает высокой коррозионной стойкостью в большом количестве агрессивных сред, превосходя зачастую в этом отношении нержавеющую сталь. Поэтому проще перечислить среды, в которых титан растворяется: например, плавиковая, соляная, серная, ортофосфорная, щавелевая и уксусная кислоты.

Высокая коррозионная стойкость титана обусловлена образованием на поверхности плотной защитной оксидной пленки. Если эта пленка не растворяется в окружающей среде, то можно считать, что титан в ней абсолютно стоек. Например, морская вода за 4000 лет растворит слой титана толщиной 30 — 40 микрон (1 микрон равен 10-4 см). Если же оксидная пленка растворима в данной среде, то применение в ней титана недопустимо.

Тугоплавкие металлы

К тугоплавким относят металлы: ванадий, вольфрам, гафний, молибден, ниобий, тантал, технеций, титан, хром, цирконий, — температура плавления которых выше температуры плавления железа (1539 ºС), кроме металлов платиновой и урановой групп и некоторых редкоземельных.

Следует отметить, что при высоких температурах все тугоплавкие металлы являются кислотостойкими. При этом наиболее сильно выделяется тантал. Ниобий и молибден по коррозионной стойкости превосходят сплавы на основе железа или никеля, однако уступают танталу.

Применение таких материалов целесообразно в средах, в которых другие материалы не обладают коррозионной стойкостью. К таким средам относятся неорганические крепкие кислоты при повышенных температурах, а так же некоторые промышленные среды.

Несмотря на высокую стоимость металлов по сравнению с такими коррозионностойкимиматериалами, как высоколегированная нержавеющая сталь или хастеллой, применение сплавов тугоплавких металлов оправдано, так как вследствие высокой стойкости возможно эксплуатировать химические установки практически весь срок без замены приборов.Коррозионная стойкость нержавеющих сталей в некоторых кислотах.Прии комнатной температуре высокой стойкостью в этой кислоте обладают все

Коррозионная стойкость нержавеющих сталей в некоторых кислотах

Серная кислота

При 70ºС хромоникелевые стали нестойки даже в кислотах слабой концентрации, но примерно до 5% H2SO4 могут работать стали с добавлением молибдена и меди.

Однако последние разрушаются в кипящей серной кислоте до концентрации 30%. В этих случаях следует применять сплавы типа хастеллой, а при концентрации выше 30% в кипящей серной кислоте могут работать лишь тугоплавкие металлы.

Фосфорная кислота

При комнатной температуре любой концентрации устойчивы аустенитные стали, хромистые нет. В горячей кислоте устойчивы стали с добавками молибдена и меди до концентрации 25%, в кипящей — хастеллой до 50%, а при более высокой устойчивы лишь тугоплавкие металлы.

В соляной кислоте устойчивы стали с добавлением молибдена или меди при комнатной температуре и до концентрации 5%.

Коррозионная стойкость металлов и сплавов при нормальных условиях

Данная таблица коррозионной стойкости предназначена для составления общего представления о том, как различные металлы и сплавы реагируют с определенными средами.
Рекомендации не являются абсолютными, поскольку концентрация среды, ее температура, давление и другие параметры могут влиять на применимость конкретного металла и сплава.
На выбор металла или сплава также могут оказывать влияние экономические соображения.

Условные обозначения:

А — обычно не корродирует,
В — коррозия от минимальной до незначительной,
С — не подходит

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.

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.

Читайте также  Как приклеить металл к дереву?

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.

8 сильнейших кислот, известных нам

Что делает кислоту сильной или слабой? Чтобы ответить на этот вопрос, нам сначала нужно взглянуть на определение кислоты. Это химическое соединение, которое принимает электроны и / или отдает (диссоциирует) ионы водорода, также известные как протоны.

Следовательно, уровни кислотности кислоты зависят от ее способности диссоциировать ионы водорода, т.е. чем больше число ионов водорода, продуцируемых кислотой в растворе, тем более кислым он является. Теперь, прежде чем мы перейдем к списку сильнейших кислот на Земле, есть определенные термины и определения, с которыми вам необходимо ознакомиться.

Константа диссоциации кислоты (Ka): иногда известная как константа ионизации кислоты или просто кислотная константа — это количественно выраженная сила кислоты в водном растворе. С одной стороны, когда pH или «мощность водорода» определяют уровень основности или, в этом случае, кислотность любого раствора, константа диссоциации кислоты говорит нам о концентрации ионов водорода [H +] или ионов гидрония [H3O +] в растворе.

Это подводит нас к другому связанному и важному показателю кислотности pKa. Это в основном отрицательный целочисленный логарифм Ka.

Чем сильнее кислота, тем ниже значения pKa.

Уксусная кислота отдает протон (в зеленом цвете) воде, чтобы произвести ион гидрония и ион ацетата. (Кислород в красном, водород в белом и углерод в черном)

Функция кислотности Гаммета: (H o) Всем нам известна шкала pH, которая обычно используется для измерения уровней кислотности или основности химических веществ, но когда речь идет о суперкислотах, она просто становится бесполезной, поскольку их уровни кислотности в миллион раз больше, чем серная и соляная кислоты.

Таким образом, чтобы измерить суперкислоты на основе их уровней кислотности, исследователи придумали функцию кислотности Гаммета. Первоначально он был предложен американским физическим химиком Луи Плаком Гаммет.

Суперкислота. Суперкислота — это просто кислота с уровнем кислотности более 100% -ной серной кислоты с функцией кислотности Гаммета ниже -12. В более технических терминах его можно определить как среду, в которой химический потенциал протона выше, чем в чистой серной кислоте.

8. Серная кислота

Серная кислота (98%) на листе бумаги

Химическая формула: H2SO4
pKa значение: -3
Ho значение: 12

Серная кислота или купорос не нуждаются в формальном введении. Он не имеет запаха, цвета и вызывает интенсивную экзотермическую реакцию при смешивании с водой. Серная кислота является важным химическим веществом, которое необходимо для многих отраслей промышленности, таких как сельское хозяйство, очистка сточных вод и нефтепереработка. Она также используется в кислотах аккумулятора и чистящих средствах.

Она также играет важную роль в изучении кислот в целом. Серная кислота служит базовым эталоном для сравнения уровней кислотности суперкислот или кислот. Хотя существует несколько способов получения серной кислоты, обычно используют контактный процесс и влажный процесс серной кислоты.

H 2 SO 4 может нанести значительный ущерб коже человека при прямом контакте. Это также очень разъедает многие металлы. Химическое вещество гораздо более агрессивно и опасно, когда присутствует в высокой концентрации, благодаря своим превосходным окислительным и дегидратирующим свойствам.

7. Соляная кислота

Химическая формула: HCl
pK A значение: -5,9

Подобно серной кислоте, соляная кислота также является важным химическим веществом, которое широко используется в лабораториях и различных отраслях промышленности. Соляная кислота была обнаружена где-то около 800 г. н.э. иранским ученым-эрудитом по имени Джабир ибн Хайян.

Те, кто задаются вопросом, почему соляная кислота сильнее серной кислоты, несмотря на то, что последняя является контрольной точкой для суперкислот, причина этого заключается в том, что серная кислота является дипротоновой кислотой, которая обычно не полностью диссоциирует.

Другими словами, HCl сильнее серной кислоты, поскольку ее ионы водорода (HCl) легко отделяются от хлорида по сравнению с сульфат-ионом из серной кислоты. Так или иначе, соляная кислота в основном используется в тяжелой промышленности для удаления ржавчины с железа и стали перед дальнейшей обработкой. Кроме того, это жизненно важный компонент в производстве органических (винилхлорид используется для ПВХ) и многих неорганических соединений.

6. Трифторметансульфоновая кислота

Химическая формула: CF 3 SO 3 H
pK A значение: -14,7

Трифторметансульфоновая кислота, наиболее известная как трифликовая кислота, была впервые синтезирована / обнаружена Робертом Хазелдином, британским химиком, еще в 1954 году. Она известна своей замечательной химической и термической стабильностью. В то время как другие сильные кислоты, такие как азотная и хлорная кислоты, подвержены окислению, трифликовая кислота — нет.

Трифликовая кислота используется во многих протонированиях и титрованиях (количественный анализ химического состава). Важная причина, по которой трифликовая кислота является предпочтительной в определенных случаях, заключается в том, что она не сульфонирует другие вещества, что характерно для хлорсульфоновой кислоты и серной кислоты.

Излишне говорить, что это чрезвычайно опасно. Любой контакт кожи с кислотой может вызвать серьезные ожоги и может привести к незначительному повреждению тканей. Это может также вызвать отек легких и судороги и другие критические условия при вдыхании.

5. Фторсульфоновая кислота

Химическая формула: HSO 3 F
H O значение: -15.1
pK A значение: -10

Фторосерная кислота или серно-фтористоводородная кислота (официальное название) является второй сильнейшей однокомпонентной кислотой, доступной сегодня. Это желтый на вид и, конечно, очень едкий / токсичный. HSO 3 F обычно получают путем взаимодействия фтористого водорода с триоксидом серы, и в сочетании с пентафторидом сурьмы он образует «волшебную кислоту», гораздо более сильную кислоту и протонирующий агент.

Кислота может быть использована для алкилирования углеводородов (с алкенами) и изомеризации алканов, а также для травления стекла (художественное стекло). Это обычный фторирующий агент в лабораториях.

4. Хлорная кислота

Химическая формула: HClO 4
pK A значение: -10, -15.2

Хлорная кислота является одной из самых сильных кислот Бренстеда-Лоури, которые обладают сильными окислительными свойствами и обладают высокой коррозионной активностью. Традиционно ее получают обработкой перхлората натрия соляной кислотой (HCl), которая также создает хлорид натрия.

NaClO4 + HCl → NaCl + HClO4

В отличие от других кислот, хлорная кислота не подвержена гидролизу. Это также одна из самых регулируемых кислот в мире. Еще в 1947 году в Лос-Анджелесе, штат Калифорния, около 150 человек получили ранения и 17 человек погибли в результате химического взрыва, в котором содержалось почти 75% хлорной кислоты (по объему) и 25% ангидрида уксусной кислоты. Также было повреждено более 250 близлежащих зданий и транспортных средств.

Несмотря на взрывную природу, хлорная кислота широко используется и даже предпочтительна в некоторых типах синтеза. Это также важный компонент перхлората аммония, который используется в современном ракетном топливе.

Читайте также  Как заварить тонкий металл электродом?

3. Фторированная карборановая кислота

Общая структура карбоновой кислоты

Химическая формула: H (CHB 11 F 11)
H o значение: -18
pK a значение: -20

Карборановые кислоты являются одной из самых сильных групп суперкислот, известных человеку, немногие из которых, как считается, имеют значение функции кислотности Гамметта, равное -18, что более чем в миллион раз выше уровня кислотности, чем чистая (100%) серная кислота.

Одним из таких членов этой группы является фторированная карборановая кислота. Хотя о существовании такого химического вещества первоначально сообщалось в 2007 году, исследователи смогли в полной мере изучить его природу только в 2013 году. До его открытия корона сильнейшей кислоты Бренстеда перешла к сильно хлорированной версии этого семейства суперкислот.

Фторированный карборан является единственной известной кислотой, которая может протонировать (переносить ион водорода) диоксид углерода с образованием катионов, соединенных водородом. В отличие от этого, CO 2 не подвергается какой-либо заметной протонации при обработке другими суперкислотами, такими как магическая кислота и HF-SbF5.

2. Волшебная кислота

Химическая формула: FSO 3 H · SbF 5
H o значение: -23

FSO 3 H · SbF 5, наиболее известный как магическая кислота, получают смешением фторсерной кислоты и пентафторида сурьмы в молярном соотношении 1: 1. Эта сверхкислотная система была впервые разработана в 1966 году исследователями из лаборатории Джорджа Олаха, Университета Case Western Reserve в Огайо.

Его довольно причудливое название было установлено после официального события в 1966 году, когда сотрудник лаборатории Олаха продемонстрировал протонирование углеводородов, в котором парафиновая свеча «волшебным образом» растворилась и превратилась в раствор трет-бутильного катиона после того, как она была помещена в то, что сейчас известно как волшебная кислота.

Хотя Волшебная кислота обычно используется для стабилизации ионов углерода в растворах, она имеет несколько других важных промышленных применений. Например, он может ускорить изомеризацию насыщенных углеводородов и даже протоната метана, ксенона и галогенов, которые все являются слабыми основаниями.

1. Фтороантимоновая кислота

Химическая формула: H 2 FSbF 6
H o значение: -15 (в чистом виде), -28 (с> 50 мол.%)

Фторантимоновая кислота является, пожалуй, самой сильной из всех известных суперкислот, основанных на значениях функции кислотности Гаммета. Его получают путем смешивания фтористого водорода с пентафторидом сурьмы, как правило, в соотношении 2: 1. Эта реакция носит экзотермический характер.

Этот суперкислота имеет несколько важных применений в химическом машиностроении и нефтехимической промышленности. Например, его можно использовать для отделения метана и Н 2 от неопентана и изобутана (оба алкана) соответственно.

Неудивительно, что H 2 FSbF 6 чрезвычайно агрессивен и может подвергаться сильному гидролизу при контакте с водой. Как и большинство суперкислот, фторантимоновая кислота может питаться прямо через стекло, поэтому она должна храниться в контейнерах из политетрафторэтилена.

Теперь, большинство из вас, возможно, наткнулись на карбоновые кислоты (либо хлорированная карбоновая кислота, либо фторированная карборановая кислота), когда искали «самые сильные кислоты в мире». Ну, технически они верны, так как карбоновые кислоты являются самыми сильными известными однокомпонентными кислотами на Земле, гораздо более кислыми, чем подобные хлорной и трифликовой кислотам (фтороантимоновая кислота на самом деле является смешанной кислотой).

Удаление накипи и других отложений в системах отопления

В промышленности актуальная проблема – удаление накипи и других отложений в трубопроводах, системах отопления, котлах и другой аппаратуры.

Универсальной технологии для очистки промышленного оборудования не существует! Состав рабочего раствора зависит от состава отложений, материала из которого изготовлены системы оборудования, типа и технологических особенностей конструкции.

В пищевой промышленности добавляется «молочный камень» и другие специфические отложения.

Обычно состав раствора для очистки промышленного оборудования химическим методом подбирается специалистом при анализе образцов отложений.

При процессе химической очистки от отложений повсеместно требуется подогрев рабочего раствора.

Накипь в трубах

Рассмотрим основные препараты для очистки трубопроводов и аппаратуры при удаление накипи:

Сульфаминовая кислота

Универсальное средство для чистки от ржавчины и накипи. Так же дезинфицирует и удаляет окалину.
Обладает более низкой коррозией металла, в сравнении с азотной и другими агрессивными кислотами.

Примерное описание рабочих растворов на основе Сульфаминовой кислоты:

Способы удаления:
Молочный камень – водный раствор с концентрацией 1,5-2%, 70-75 о С, продолжительность использования 30-40 минут. Расход — не более 70 грамм на тонну молока.

Пивной камень – водный раствор 0,5-1,5кг (1,5кг при слое более 3мм) на 10кг воды, температура применения 50-60 о С, время применения – 6-8 часов. После окончания тщательно промыть оборудование водой.

Удаление накипи для теплообменников (бытовых, в том числе радиаторов): раствор с концентрацией сульфаминовой кислоты 2-3%, 70-75 о С, время воздействия не более 7 ч. В раствор рекомендуется добавить ингибитор коррозии. По окончании тщательно промыть водой (или раствором соды).

Для агрегатов целлюлозно-бумажных производств – раствор с концентрацией 10%, 25-45°С, время примерно 2-5 часов (до снижения концентрации обрабатывающего раствора до минимума). Процесс можно осуществлять с рециркуляцией. Рабочий раствор повторно не применяется. Утилизация раствора – слив в промканализацию.

Щавелевая кислота

Хорошо очищает от ржавчины и накипи, не вступает в реакцию с краской.

Ортофосфорная кислота

Применяется для чистки от накипи и ржавчины. Является ингибитором коррозии – образует на поверхности металла защитную пленку, препятствующую дальнейшему образованию ржавчины.

Азотная кислота

Удаляет масляные образования, а так же состоящие из карбоната кальция.
Минусом является повышенная агрессивность к некоторым металлам (например меди).
Примерный состав для удаления карбоната кальция:
0,5% раствор при рабочей температуре 50-60°С, время воздействия 15 мин.

Тринатрийфосфат

Защищает от образования накипи и ржавчины. Обезжиривает поверхность. Является щелочным средством.
Эффективен для воды с содержанием карбоната кальция не более 6 мг-экв/л.
В промышленности применяется раствор с концентрацией 50-100 гр/л. Для удаления накипи – 3-10гр/л.

Натр едкий (каустическая сода)

Является щелочным средством. Применяется для удаления отложений накипи и коррозии.
Выпускается в жидком и сухом (порошок или гранулы) виде.
Необходимо использовать горячий раствор.
Отлично удаляет органические засоры.

Лимонная кислота

Наименее опасна для организма человека. Рекомендуется применять при температуре не ниже 90°С. По другим данным удаление накипи начинается уже от 60°С.

Трилон-Б

Не является окислителем. Переводит нерастворимые соли металлов в растворимые. Неоспоримый плюс – не разрушает пластиковые и резиновые детали (прокладки, соединения и прочие элементы).
Применяется водный раствор с концентрацией не более 80 гр/л.

– раствор 0,1/1% — 100 гр на литр

Соляная и серная кислоты

Агрессивные кислоты. Портят металл, обладают повышенной опасностью. Но и наиболее интенсивно растворяют отложения. Наиболее дешевые кислоты.
Серная кислота применяют для отложений в которых содержание кальция не более 10%. Так же серная кислота вызывает коррозию меди.
Для удаления карбонатных отложений используют соляную кислоту. Карбонатные отложения нельзя чистить серной кислотой – при взаимодействии отложения перейдут в ещё более труднорастворимые соединения группы сульфатов.

Фторид натрия , Бифторид аммония и Аммоний фтористый.

Образуют агрессивные растворы.

При разбавлении водой Бифторида аммония образуется фтористоводородная кислота.
Можно сразу использовать фтористоводородную кислоту.

Применяется при фосфатных и силикатных отложений, которые другими средствами удалить достаточно трудно. Может применяться самостоятельно или как дополнительный компонент рабочего раствора.

Дополнительные этапы:

На стадии обработки куски отложений отваливаются, поэтому вторая стадия – промывка водой обязательна. Причем скорость промывки должна быть достаточной для того, чтобы в изгибах труб не скапливались частицы отделенных отложений.

При обработке кислотами поверхность металла становиться более подвержена коррозии. Чтобы этого избежать производят дополнительную обработку щелочными растворами: Натр едкий, Сода кальцинированная, Тринатрийфосфат, водный раствор Аммиака.

В качестве ингибитора коррозии рекомендовано применять Триполифосфат натрия, Силикат натрия, Сульфат цинка, Бихромат калия и др.
Для Триполифосфата натрия при его использовании как ингибитора коррозии используют водный раствор с концентрацией 100мг/л. Раствор используется в течении нескольких дней. Скорость раствора не менее 0,3 м/с.

Для очистки поступающей воды от органических загрязнителей и отработанных (сточных) вод применяют Алюминий сернокислый, Железо(III) сернокислое 9-водное и другие материалы.

Чтобы приобрести эти товары позвоните нам по телефонам (495)133-02-40, (495)407-17-86 прямо сейчас!
Или напишите заявку на order@chimko.com

С перечнем товаров Вы можете ознакомиться в Каталоге продукции.