鋼鐵制品的腐蝕過程是一系類復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程。鋼鐵由鐵、碳等元素組成，鐵與空氣中的氧氣、水等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被腐蝕。鐵銹不但會(huì)影響鋼鐵制品的質(zhì)量，還會(huì)影響焊接、噴漆等工藝操作。除此之外，鐵銹（主要成分Fe2O3·nH2O）表面疏松多孔，不能阻礙內(nèi)部的鐵與氧氣、水蒸氣等接觸，如不及時(shí)處理，最終會(huì)導(dǎo)致鋼鐵全部被腐蝕。
你知道應(yīng)如何除去鐵表面的銹跡嗎？
常用的除鐵銹方法可以分為物理方法和化學(xué)方法兩類。物理方法主要是利用打磨的方式除去鐵銹，例如用砂紙、砂輪、鋼絲刷、鋼絲球等進(jìn)行打磨。化學(xué)方法主要是利用酸與鐵銹發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到除銹的目的。
生活中常見的除銹劑主要成分為鹽酸、稀硫酸，它們能與氧化鐵反應(yīng)，反應(yīng)原理為：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、 Fe2O3+ 3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。除銹劑沿著銹層和雜質(zhì)層的裂痕滲透至鋼鐵制品表面，對銹層和雜質(zhì)層產(chǎn)生溶解、剝落作用，從而使銹層、雜質(zhì)和氧化皮從鋼鐵制品表面脫落。但是酸具有一定的腐蝕性，因此，在除銹時(shí)需要身穿防護(hù)服。另外，酸與鐵會(huì)產(chǎn)生氫氣，遇明火會(huì)發(fā)生爆炸，所以，除銹操作時(shí)需要禁止煙火。
鹽酸、稀硫酸都能與氧化鐵反應(yīng)，選擇哪種酸進(jìn)行工業(yè)除銹更好呢？在選擇時(shí)主要考慮四個(gè)因素：除銹效果、酸的生產(chǎn)成本、酸的運(yùn)輸儲(chǔ)存、使用安全環(huán)保。
鹽酸、硫酸哪一個(gè)除銹能力強(qiáng)？我們將帶銹的鐵釘分別放置于等體積、等氫離子濃度的鹽酸和硫酸中，最后發(fā)現(xiàn)鹽酸的除銹效果更好。通過實(shí)驗(yàn)也可說明當(dāng)其它條件相同時(shí)，稀硫酸與金屬氧化物的反應(yīng)速率比鹽酸慢。
那么從生產(chǎn)、運(yùn)輸以及安全使用方面比較，鹽酸、硫酸哪一個(gè)更占優(yōu)勢？鹽酸的工業(yè)制備是通過電解飽和食鹽水先得到氫氣和氯氣，兩種氣體反應(yīng)后生成氯化氫氣體，經(jīng)過水吸收形成了鹽酸，氯化氫氣體并不能無限制地溶解在水中，因此濃鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最多在37%左右。而硫酸是通過高溫煅燒硫鐵礦先制得二氧化硫，二氧化硫與氧氣反應(yīng)后生成三氧化硫，三氧化硫被濃硫酸吸收成為焦硫酸，焦硫酸加水轉(zhuǎn)成硫酸。因此，從原料、制備過程以及對環(huán)境的影響上，鹽酸優(yōu)于硫酸。濃鹽酸需要密封儲(chǔ)存在玻璃瓶或塑料桶中，運(yùn)輸則需要內(nèi)部襯有橡膠的特制鋼罐車。濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高可以達(dá)到98%，它的儲(chǔ)存與運(yùn)輸都可以用鋼制或鋁制的容器。在這方面，硫酸強(qiáng)于鹽酸。
溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大的鹽酸具有揮發(fā)性，揮發(fā)出的氯化氫氣體對人體有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用，而溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)低的鹽酸卻相對比較穩(wěn)定。濃硫酸在使用前需要進(jìn)行稀釋，稀釋會(huì)產(chǎn)生大量的熱，容易造成燙傷，并且濃硫酸的腐蝕性要遠(yuǎn)強(qiáng)于濃鹽酸。由此可以看出鹽酸的使用較為安全。
根據(jù)以上信息，顯然鹽酸的除銹效果更好，成本更低，使用更加安全。
另外，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中我們還可以自制相對比較環(huán)保的除銹劑。第一步，先將檸檬酸18g、糊精0.8g、鉬酸鈉3g、磷酸1.1g和水60g放入混合罐內(nèi)，室溫下勻速攪拌30 min。第二步，在混合溶液中加入甘油8g，室溫下勻速攪拌10 min，攪拌轉(zhuǎn)速為25 r/min。第三步，在混合溶液中加入添加劑碘化鈉0.06g，室溫下勻速攪拌30min，攪拌轉(zhuǎn)速為25r/min。
用檸檬酸代替鹽酸、稀硫酸可以解決目前除銹劑污染環(huán)境的弊端，甘油可以加強(qiáng)除銹劑在金屬表面的附著性能。而且這種除銹劑除了除銹功能外，還具有防銹功能。
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