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硝酸,磷酸,氫氟酸詳細解說

硝酸(HNO)。工業上使用的濃硝酸是65%(質量分數)的水溶液。它與硫酸、鹽酸一起作為三種常用強酸而被廣泛使用。

硝酸是一種易揮發、易分解的酸。硝酸在光、熱作用下或在某些化學物質作用下分解.并有二氧化氮和氧氣放出。因此硝酸在實驗室中保存在密閉的棕色試劑瓶中。在工廠中使用的硝酸也要在陰涼避光的條件下密閉保存。

硝酸分解時產生的初生態原子氧有很強的氧化性,這是硝酸的重要特性,因此硝酸對貴金屬(如金、鉑)之外的許多其他金屬都有廣泛的溶解能力。在清洗去除金屬表面污垢時,它既可以把有機污垢氧化分解去除,又可在某些金屬表面形成致密的氧化膜?;そ鶚舨槐桓?。但應注意的是硝酸分解產生的棕全l色二氧化氮氣體有 很強的毒性。使用時應注意安全,要在通風良好的環境中進行操作。

l份濃硝酸與3份濃鹽酸的混合物叫王水,是腐蝕能力很強的強酸.可以溶解金、鉑等貴金屬。

在中央空調清洗中用硝酸洗的硝酸濃度一般在5%左右,在濃度較低的情況下。硝酸比較穩定.不易分解,氧化性減弱,主要發揮酸性的作用。由于硝酸鹽大多易溶于水,硝酸本身又具有一定氧化作用,對垢物和金屬氧化物有很強的溶解性,一些用鹽酸溶解不了的金屬氧化物和垢物常用硝酸溶液來清洗,因此,在中央空調清洗中普遍采用硝酸作酸洗劑。特別是用硝酸清洗不銹鋼作基體的設備,不會像鹽酸那樣有導致孔蝕的危險;而且硝酸清洗銅銹效果特別好,所以在清洗不銹鋼以及銅設備時常用硝酸。在中央空調清洗中硝酸主要用于清洗不銹鋼、碳鋼、黃銅、銅及碳鋼-不銹鋼設備以及黃銅-碳鋼焊接的組合體設備。硝酸可去除水垢和鐵銹,對碳酸鹽垢,Fe03和Fe銹垢有良好的溶解能力,去除氧化鐵皮、鐵垢的速度快、時間短.并且對碳鋼、不銹鋼、銅的腐蝕性較低。

由于硝酸在低濃度下對大多數金屬均有強烈的腐蝕作用,因此,用硝酸做中央空調酸洗劑時,為防止其對金屬的腐蝕應加人緩蝕劑。目前廣泛采用的LAn-826和Lan-5兩種緩蝕劑.效果很好。而一般緩蝕劑容易被硝酸分解而失效。

(4)磷酸(H3PO)。純磷酸是無色透明的固體.工業上使用的濃磷酸是85%~90%(質量分數)的水溶液。與上面介紹的三種無機酸相比,磷酸是較弱的酸,甚至比銨基磺酸和草酸等有機酸的酸性還弱。

在去除鋼鐵表面銹污時.通常使用15%一20%(質量分數)以上的溶液,溫度控制在.10~80℃的范圍內。

當磷酸與其他強酸配合使用時,它起到緩沖試劑的作用.用以控制溶液pH值.使其保持穩定。

磷酸是難揮發性酸.在高溫和高濃度情況下溶解能力很強.能與鎢、銅、鈮等不活潑金屬反應生成雜多酸刑配合物,而使它們溶解。它也可溶解鉻鐵礦、金紅石等礦石。

在中央空調清洗中一般酸洗時采用的磷酸濃度為8%~10%,溫度40一60℃。由于溶解鐵銹產物磷酸鐵在水中溶解度小,酸洗時會產生磷酸鐵沉淀而影響清洗效果。為避免酸洗時產生此種沉淀,應保持磷酸濃度超過25%以上,使形成溶解度較大的含磷雜多酸配合物,但這樣會提高酸洗成本,也增加對廢洗液處理的困難,因此,用磷酸清洗比用其他無機酸的清洗成本高。

磷酸還可用于預處理釬焊工件。因為在高溫高濃度情況下,磷酸對金屬氧化物的溶解能力可用于釬焊及其氧化區表面的酸洗。用磷酸清洗生銹的金屬表面時,在去銹的同時可形成磷化?;つざ越鶚羝鴇;ぷ饔?。

由于磷酸清洗存在其鈣鹽Ca難溶的問題,因此磷酸不適用于清除水垢;其鐵鹽在低濃度磷酸中溶解度低也是一個缺點.除在一些特殊情況下。通常不使用磷酸作酸洗劑。

(5)氫氟酸(HF)。與鹽酸相類似,氫氟酸是氟化氫氣體溶于水形成的溶液。市場出售的氫氟酸一般為30%~60%(質量分數)。它是一種弱酸,酸的強度與有機酸中的甲酸相似。

氫氟酸的大特點在于它能與二氧化硅發生激烈反應并使它溶解。而二氧化硅對其他所有無機酸都是十分穩定和耐腐蝕的。

由于氫氟酸有與硅化合物反應的特點,在主要成分含有二氧化硅的半導體元件硅的腐蝕清洗和酸洗過程中發揮重要作用。

氫氟酸對人體有很強的毒性和腐蝕性.取用時應十分注意,要戴好橡膠手套.防護面罩或口罩。要防止氟化氫氣體在環境中擴散。對已經擴散到空氣中,或水中的氟化氛,要設法用氫氧化鈉水溶液加以吸收,再用鈣鹽與它反應生成不溶性氟化鈣沉淀加以回收。

可以代替氫氟酸用于同樣目的的是氟氫酸錢,它是由氫氟酸與氟化鐵反應生成的酸性緩沖溶液。氟氫酸錢的作用比氧氟酸要溫和。

在中央空調清洗中,使用氫氟酸作酸洗劑時的含量一般在5%以下。由于溫度升高.反應速度明顯加快,所以溫度??刂圃?0℃ 左右。用氫氟酸清洗鐵銹和溶解氧化皮具有清洗時問短、效率高的特點。這是因為氫氟酸有很強的溶解氧化鐵的能力,此溶解能力是靠離子的特殊作用。如氫氟酸與四氧化二鐵接觸時會發生氟氧交換.接著F發生絡合反應而使氧化皮溶解。

中央空調清洗中清除含二氧化硅的難除水垢采用堿洗與酸洗相結合的工藝,先用NaOH等堿洗液使部分二氧化硅生成可溶性硅酸鹽溶解.為酸洗除硅創造條件,再用氫氟酸清洗,進一步去除水垢.從而取得較好效果。含二氧化硅的水垢異熱性極差,對換熱器危害也大,因此常用氫氟酸加以清除。

氫氟酸對金屬有腐蝕性.對含鉻13%~15%的高合金鋼的腐蝕性比低合金鋼高約10倍,因此常配合適當的緩蝕劑使用。

氫氟酸清洗具有酸洗后殘液易于處理的優點。在氫氟酸清洗后,再用石灰水中和殘酸生成氫氧化鐵和氟化鈣沉淀即可除去。

中央空調清洗中氫氟酸通常不單獨使用。而是與氟氫化銨、鹽 酸、硝酸等配合使用.如氫氟酸-氟氫化按清洗劑主要用于清洗硅垢,也可再加入鹽酸和硝酸用于清洗鐵銹。而鹽酸氫氟酸清洗液主要用于除去碳酸鹽水垢、硅酸鹽水垢和氧化鐵皮的混合物,其中鹽酸溶解碳酸鹽水垢速度很快,但不能溶解硅酸鹽水垢,而用氛氟酸可溶解硅垢和氧化鐵。有時在鹽酸酸洗液中加入一定量的氟化氫銨,目的是利用氟化氫銨與鹽酸反應生成氛氟酸形成鹽酸-氛氟酸混合清洗劑以加快碳酸鹽垢、硅酸鹽垢及鐵垢混合物的溶解能力。而硝酸-氫氟酸對碳酸鹽水垢、硅酸鹽水垢、各種鐵銹均有良好的溶解能力,而且去垢速度快,特別適合不耐鹽酸的碳鋼一不銹鋼. 碳鋼一銅組合的設備清洗,具有腐蝕率低、不產生滲氫、常溫清洗速度快、節省能源和原料來源方便的優點,是目前國內換熱器及各種化工設備中碳酸鹽水垢、硅酸鹽水垢及鐵垢的佳酸洗劑。

為減少對金屬基體的腐蝕.氧氟酸酸洗劑中也要加人緩蝕劑。

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