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    钢铁为什么会生锈如何除锈

    发表时间:2019-10-28 信息来源:www.leportico.com 浏览次数:1312

     

    我们的日常生产和生活与钢铁材料密不可分,但是由于腐蚀,世界范围内损失的钢铁数量巨大。因此,如何保护钢不受腐蚀具有重要意义。

    钢的腐蚀原理是什么?我们可以根据下图所示的小实验进行探索:在第一管中添加少量氯化钙(氯化钙可以吸收空气中的水蒸气,将其干燥),放一个钉子,将其紧紧塞住试管口。将钉子放在第二试管中,并将铁水浸入蒸馏水中,将其煮沸并迅速冷却,然后倒入植物油以在水表面上形成油层。将钉子放在第三个试管中,然后加入少量蒸馏水,将钉子的一部分浸入水中。观察三个管并记录一周。从实验结果可以发现,第一和第二管中的钉子没有生锈,但是第三管中的钉子生锈了,并且在钉子的表面上出现了红褐色的锈。可以看出,铁锈需要水和氧气的参与。

    钢铁产品的腐蚀过程是一个复杂的化学反应过程。铁锈通常为红褐色,在不同条件下会形成不同形式的铁锈。铁锈主要由水合氧化铁(Fe2O3nH2O)和氢氧化铁[Fe(OH)3]组成。钢表面的锈组织疏松,不能防止内部铁与氧气,水蒸气等接触,最终使铁完全生锈。

    您知道如何去除铁表面的锈吗?

    常用的除锈方法可以分为物理方法和化学方法。物理方法主要是用砂纸打磨去除铁锈,例如砂纸,砂轮,钢丝刷,钢球等。化学方法主要是利用酸和锈之间的化学反应达到除锈的目的。

    实际上,仅需将钢产品与水和氧气隔离以防止钢腐蚀。因此,防止铁锈的最简单方法是保持钢材表面清洁干燥。为了防止钢生锈,还可以在表面上形成保护层,例如上油,上漆,烧制搪瓷,喷涂成型等。在日常生活中,人们经常在汽车,水桶等上油漆,并且机器需要使用矿物油。另外,可以通过电镀或热镀将不易生锈的金属层如锌,锡,铬,镍等镀在钢的表面上。这些金属表面能够形成致密的氧化膜,从而防止铁产品与水和空气等物质接触而生锈。另外,也可以使钢合金化以改变钢的内部结构,例如,将不锈钢添加到诸如铬或镍的金属中以形成不锈钢,这有效地提高了钢产品的耐锈性。

    生活中常见的除垢剂的主要成分是盐酸和稀硫酸,它们可以与氧化铁反应。反应原理为:Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O,Fe 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Fe 2(SO 4)3 + 3H 2O。除锈剂沿着锈层和杂质层的裂缝渗透到钢材的表面,溶解并剥离锈层和杂质层,从而使锈层,杂质和水垢掉落。从钢材表面脱落。但是,酸具有腐蚀性,因此除锈时必须穿着防护服。另外,酸和铁会产生氢气,如果明火,氢气会爆炸。因此,在除锈操作期间必须禁止烟花。

    盐酸和稀硫酸可以与氧化铁反应。选择哪种酸进行工业除垢?选择时主要考虑四个因素:除垢效果,制酸成本,酸的运输和储存以及安全和环保的使用。

    盐酸和硫酸中的哪一种具有较强的除锈能力?我们将生锈的钉子放在等体积的盐酸和硫酸中,氢离子浓度相同。最后,我们发现盐酸的除锈效果更好。通过实验也可以证明,在其他条件相同的情况下,稀硫酸与金属氧化物的反应速度比盐酸慢。

    在生产,运输和安全使用方面,盐酸和硫酸有哪些优势?盐酸的工业制备是通过电解饱和盐水获得氢气和氯气。两种气体反应形成氯化氢气体。吸水后,形成盐酸。氯化氢气体不能无限制地溶于水中。因此,浓盐酸的浓缩质量分数最大。在37%左右。通过在高温下煅烧黄铁矿以产生二氧化硫而获得硫酸。二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫。将三氧化硫吸收到浓硫酸中形成焦硫酸,然后将焦硫酸添加到硫酸中。因此,就原料,制备工艺和环境影响而言,盐酸优于硫酸。需要将浓盐酸密封并存储在玻璃瓶或塑料桶中。运输时,需要装有橡胶的特殊钢制运输船。浓硫酸的质量分数高达98%。它可以在钢或铝容器中存储和运输。在这方面,硫酸比盐酸强。

    溶质分数大的盐酸是易挥发的,挥发的氯化氢气体对人体有强烈的刺激性和腐蚀性,而溶质分数低的盐酸是相对稳定的。浓硫酸在使用前需要稀释。稀释会产生大量的热量,容易引起灼伤,浓硫酸的硫酸比浓盐酸要强得多。可以看出,使用盐酸是更安全的。

    根据以上信息,很显然盐酸具有更好的除锈效果,较低的成本和更安全的使用。

    此外,我们还可以在化学实验室制造相对环保的除锈剂。第一步,将18 g柠檬酸,0.8 g糊精,3 g钼酸钠,1.1 g磷酸和60 g水放入混合罐中,并在室温下于室温搅拌30分钟。在第二步骤中,将8g甘油添加到混合溶液中,并将混合物在室温下于室温搅拌10分钟,并且搅拌速度为25r/min。在第三步骤中,将0.06g添加剂碘化钠添加到混合溶液中,并将混合物在室温下以恒定速度搅拌30分钟,并且搅拌速度为25r/min。

    使用柠檬酸代替盐酸和稀硫酸可以解决当前除锈剂污染环境的弊端。甘油可以增强除锈剂在金属表面的附着力。此外,该除锈剂除了具有除锈功能之外还具有防锈功能。

    当然,钢腐蚀会损失金属资源,但是钢腐蚀的原理也有积极的一面。例如,在糕点包装中经常使用脱氧剂,其主要成分包含铁粉。脱氧剂通过使铁粉生锈的原理消耗氧气,从而防止食物变质。

    同时,铁锈是放热反应,人们使用此功能产生“自热柱”。 “自热柱”的主要成分是铁粉,ver石,活性炭,无机盐(如盐),水等。在自然条件下,铁的氧化速度慢,并且为了加速反应,必须使用具有大表面积的铁粉。活性炭的作用是形成原电池以促进反应。同时,利用活性炭的强烈吸附,水以其松散的结构存储。无机盐的作用是与活性炭形成一次电池以促进反应。石是一种铁镁铝硅酸盐矿物,可作为储热器。

    在化学实验室中,我们还可以制作“自热桩”,并根据:2:2602的质量比称量铁粉,活性炭,盐和ver石。将称量的铁粉,活性炭,盐,ver石(也可以将can石加入)到烧杯中,加几滴水,用玻璃棒充分搅拌,放入无纺布袋中,然后放入自封袋中。将袋密封(或用覆膜机),使用时可以将其移除。另外,铁粉和活性炭颗粒越细(铁粉优选100目,活性炭150目),反应越快,温度上升越明显。

    资料来源:中国冶金报社

    tags:生锈的盐酸胍除锈

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