硫酸是三氧化硫的水合物,是一種無色粘稠(chóu)液體。當三氧化硫溶解在100%硫酸中時,可以得到一種棕色油狀液體(tǐ),稱為(wéi)發煙硫酸。通常,在洗滌中使用含量為98%及以下濃度的硫酸水溶液。硫酸是一種廉(lián)價的強酸,其水溶液對熱有很好的穩定性,因此廣泛應(yīng)用於工業清洗。其缺點是硫酸在清洗中產生的許多鹽類水溶性低。比如用硫酸清除含有鈣鹽(yán)的鍋(guō)爐汙垢時,由於與硫酸反應生成水溶性差的硫酸鈣,所以除(chú)垢效果不好。相反,用鹽酸處理,由於生成了水溶(róng)性好的氯(lǜ)化鈣(在25℃時,100cm3水中隻能溶解0.208g硫酸(suān)鈣,而可以溶解(jiě)74.5g氯化(huà)鈣),除垢效果很(hěn)好。稀硫酸容易與(yǔ)鋼(gāng)發生(shēng)反(fǎn)應,產生氫氣。在常溫下,濃度為60%以上的硫酸會在鋼材表麵形(xíng)成一層(céng)鈍化膜,使鋼(gāng)材耐腐蝕。當含量在93%以(yǐ)上(shàng)時,即使加熱到沸(fèi)騰狀態(tài)也幾乎不(bú)會(huì)腐蝕鋼。另一方麵,鉛可溶於濃硫酸(suān),但對稀硫酸具有良好的耐腐蝕性(xìng)。
其餘金屬與硫酸的反應情況可以總結如下:
(1)鋁:易溶於10%的硫酸,但對80%以上(shàng)的硫酸有耐腐蝕性。
(2)鋅和鎂(měi):易溶於各種濃度的硫酸。
(3)錫:隻(zhī)有稀硫酸(suān)才(cái)能耐腐蝕。
(4)鎳:在室溫下,對硫酸的耐蝕性在80%以下。
(5)鉻(gè):能被濃硫酸氧化生成鈍(dùn)化膜,所以(yǐ)不被濃硫酸腐蝕。含鉻的18-8 Cr-Ni鋼在(zài)常溫下與硫酸接觸會(huì)被耐腐蝕的氧化膜鈍化(huà),加熱時會被腐蝕。
(6)銅:由於金屬的流動性差(chà),氫離子無法(fǎ)從酸中置換出來,所以一般不會被硫酸溶解。隻有在(zài)濃硫酸的加(jiā)熱條件下,銅被氧化時才能(néng)被硫酸溶解。
化學清(qīng)洗使用的硫酸濃度一(yī)般在(zài)15%以下,使用前通(tōng)常要稀釋95%~98%的濃(nóng)硫酸。稀釋硫酸會產生大(dà)量的熱量,所以濃硫酸要慢慢加入水(shuǐ)中,邊攪拌邊加酸,這(zhè)樣可以及時釋放熱量(liàng),防(fáng)止飛(fēi)濺。記住稀釋順序不要顛倒,也不要在濃硫酸中加水。在濃硫酸中加入少量(liàng)水,釋放的熱量可(kě)使水溫(wēn)迅速升高,這樣沸騰會造成(chéng)酸液飛濺(jiàn),對人造成傷害(hài)。另外,硫酸對人體和設備有危險,使用時要(yào)注意安全。使用硫酸作為清洗液的優(yōu)點是價格便宜(yí),對不鏽鋼和鋁(lǚ)合金設備無(wú)腐蝕(shí),適合清洗一些特(tè)殊的金屬設備。硫酸是不揮發的強酸,可以適當加熱,加快清洗速度。一般用濃度為5% ~ 15%的硫酸作清洗液時,可加熱到50 ~ 60℃,以加快(kuài)清洗速度。
缺點是(shì)有些硫酸鹽難溶於水(如硫酸鐵和硫酸鈣),所(suǒ)以硫酸溶解鐵鏽的速度相對(duì)較慢。也不能溶解(jiě)含有硫酸鈣的水垢,所以硫酸通(tōng)常不(bú)用於除垢,隻用於除鏽。用硫酸清洗含硫酸鈣沉積物的設備表麵(miàn)時,酸洗後(hòu)的表麵狀態不理想。另一個問題是用硫酸清洗金屬時容易(yì)發生氫脆。所謂氫脆,就是酸與金屬反(fǎn)應產生的氫被金屬吸收,導致金屬變脆,性能變差(chà)的現象。工業(yè)上用硫酸清洗時,通常加入非離子表麵活性劑以提高其(qí)除(chú)鏽能(néng)力(lì)。在硫酸中加入適量(liàng)的硝酸,可以去除(chú)焦(jiāo)油、輝石、藻類等(děng)汙垢。為了降低硫酸對金屬物(wù)體(tǐ)的腐蝕性(xìng),清洗劑中應加入一定量的緩蝕劑。