corrosie zwavelzuur

stef21

Situatie: koolstofstaal wordt gecorrodeerd door H2SO4

Ik heb gelijkaardige vragen ivm met corrosie door 98%zwavelzuur.

Ik moet kunnen aantonen dat normaal gezien er geen corrosie

optreed bij 98% zwavelzuur maar wel lagere concentraties.

Ik dacht dit te kunnen bewijzen door bijvoorbeeld een Tafel grafiek

op te stellen, bij 2 verschillende concentraties en dan te constateren

dat de corrosiesnelheid hoger gaat liggen en wél in passivatiegebied

bij 98% maar niet bij bevoorbeeld 70% maar

ik kwam dan tot een paar praktische gebrek aan gegevens

zoals:

waar begint dat gebied of waar ik dat vinden?

mag ik hier veronderstellen dat de aanwezigheid

van koolstof geen invloed hierop heeft?

Ik heb ook ergens iets gelezen van zuurstof ontwikkeling dat

bij een lage ph corrosie wordt bevorderd. hoe weet ik wanneer dit gebied begint?

Is er anders een makkelijkere manier om aan te tonen dat corrosie

bij 98% minder is dan bij een lagere concentratie?

alvast bedankt groetjes stef

jasper2

Hallo,

Ik zou me voor kunnen stellen dat bij 98% zwavelzuur en dus hoogstens 2% water er bijna geen splitsing in ionen (zuur en restion) optreed. Hierdoor is de concentratie H⁺ dus klein en dus minder zuur minder bijtend. Dit verhaal zou op je huid niet opgaan omdat zwavelzuur het vocht uit je huid zou trekken.

Het is maar een gok, misschien helpt het. Maar 100% azijnzuur splitst niet in ionen en geleid zodoende dus ook geen stroom. Dat laten wij hier op school zien.

Jasper

hzeil

Stef21,

Passiviteit treedt op als het corrosieprodukt niet van het oppervlak wordt afgevoerd maar een afschermende laag op het metaal vormt. In zeer geconcentreerd, praktisch watervrij zwavelzuur is dat een ijzersulfaatlaag.

Bij bijvoorbeeld 60% zwavelzuur is er veel meer oplosbaarheid voor de sulfaatlaag en treedt er een overvloedige gasontwikkeling op. Hierdoor wordt de vorming van een ijzersulfaatlaag onmogelijk en zal er een snelle corrosie van het ijzer optreden.

Overigens: Goede, beschermende passieve lagen ( bijv. op RVS of aluminium) bestaan niet uit zouten maar uit oxyden. IJzer(III)oxyde heeft te weinig samenhang om een goede passieve laag te vormen. Dat wordt beter als het een ijzer-chroomlegering is. Dan vormt het chroom het samenhangende oxyde.

stef21

Kan je ook zeggen dat bij 98%zwavelzuur , er meer H+ ionen zijn en daardoor volgens de wet van Nerst de potentiaal hoger ligt en het snijpunt met de ijzerreductie curve ook hoger ligt en bij bijvoorbeeld 98% deze zich in het passivatiegebied bevindt en bij 60% deze zich eronder in het "actief"gebied bevindt?

(ik moet hier een presentatie over doen en het is zou interessant zijn als ik kan iets visueel kan aantonen)

is 2% water voldoende om dit volledig in ionen te doen splitsen, want die oplosbaarheid waar je het over had , dat had toch alleen betrekking tot die passivatielaag of niet?

Ik moet ook voorstellen geven voor alternatieve materialen: ik heb gehoord dat rubbers en kunststoffen een goed alternatief kan vormen maar dit is onbekend terrein voor mij.

Ik vroeg mij af hoe het zit met bijvoorbeeld pitting enz

Al bedankt voor voorgaande reacties

Fuzzwood

Nee die zijn er juist minder. Om H⁺ te krijgen moet er water aanwezig zijn. Dat is er bij 98% zwavelzuur nagenoeg niet in tegenstelling tot de 60%.

hzeil

Stef2,

Ongelegeerd koolstofstaal is eigenlijk niet te passiveren. De passiveringspotentiaal is daarvoor veel te hoog ( lees: positief) De passiverende oxydelaag die voor de passivering zou kunnen zorgen lost al op in zwavelzuur voor hij gevormd is. Je moet minstens 13% chroom aan het ijzer toevoegen om het in zwavelzuur passiveerbaar te maken. Bij RVS gaat men tot 16 á 20 % chroom.

Het gepassiveerde chroomstaal is inderdaad gevoelig voor putvormige corrosie. Die ontstaat door kleine hoeveelheden chlorideionen in het zuur.

Als je ijzer legeert met bijvoorbeeld 6% chroom kun je daaraan actief-passief overgangen in beide richtingen laten zien. Theoretisch vinden beide bij dezlfde potentiaal plaats. Maar in de praktijk is de passivering altijd vertraagd en is de passiveringspotentiaal hoger dan de potentiaal waarbij het staal weer actief wordt.

Deze laatste potentiaal wordt ook Flade-potentiaal genoemd. Zoek daar eens wat over op.

Voor het scannen van de potentiaal van ijzer en staal in een zwavelzuuroplossing heb je een potentiostaat nodig. Dat is een operationele versterker die ervoor zorgt dat he staal de gewenste potentiaal krijgt t.o.v. een referentie electrode.

Zo kun je een stroomsterkte-potentiaalcurve maken. Zonder deze versterker, met batterijen en weerstanden, lukt dat niet.

Zoals je weet heeft ieder voordeel zijn nadeel. Het toevoegen van chroom aan ijzer maakt het veel beter passiveerbaar. Maar ook minder sterk. Het chroom kan met de aanwezige koolstof een carbide vormen dat het staal bros maakt.

Het is dus tamelijk ingewikkeld. Bij de vastestofchemie heb je altijd met niet-evenwichtsstructuren te maken. Zoek voor je werkstuk eens naar de volgende trefwoorden: stainless steel, passivation, pittingcorrosion, ductility and brittleness of steels. De nederlandse Wikipedia geeft er ook wel wat over. Maar ik heb niet gecontroleerd waarover dat gaat.

stef21

Dus als ik het goed begrijp is 98%H2SO4 niet in staat voor een stabiele passivatielaag?

Ik heb ondanks in "corrosion control in the chemical process industries" teruggevonden dat bij staal vanaf 90% (onder een snelheid van 0.7m/s) deze laag wel blijft bestaan...

Maar waarom is dan 98% H2SO4 minder corrosief dan bv 70% H2SO4?

Bevindt het zich misschien in transpassief gebied bij 98%(wordt dan zuurstof ontwikkeld dat kan fungeren als een zwakkere passivator)

hzeil

Bij 98% zwavelzuur gaat het wel over extreme omstandigheden. Het is zo sterk dat het aan veel stoffen water onttrekt. Ook aan gehydrateerde oxyden. Bij 70% zwavelzuur wordt er geen water meer aan gehydrateerde ionen onttrokken.

Probeer het zelf eens uit in reageerbuizen met beide concentraties en twee soorten staal; ongelegeerd staal en 18/8 roestvast staal. Maak de combinaties in vier buizen en kijk wat er gebeurt over een periode van een a twee dagen.

Ijzer en staal kunnen wel transpassief oplossen maar daar heb je een hoge potentiaal voor nodig. Dat kan in een oxyderend zuur, bijvoorbeeld geconcentreerd salpeterzuur.

De passiverende oxydelaag lost dan weer op door verdergaande oxydatie waarbij de aanwezige metalen in een hogere valentie terecht komen. Bij RVS betreft dit voornamelijk het chroomoxyde dat wordt geoxydeerd tot chromaat.

Van het transpassief oplossen wordt in de metaalbewerking een nuttig gebruik gemaakt bij ECM ( = electrochemical machining)

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

corrosie zwavelzuur

corrosie zwavelzuur

Re: corrosie zwavelzuur

Re: corrosie zwavelzuur

Re: corrosie zwavelzuur

Re: corrosie zwavelzuur

Re: corrosie zwavelzuur

Re: corrosie zwavelzuur

Re: corrosie zwavelzuur