ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Сода – тривиальное название карбоната натрия (углекислый натрий) – натриевой соли угольной кислоты.
Формула – Na 2 CO 3 . Молярная масса – 106 г/моль.
Химические свойства соды
В водном растворе карбонат натрия гидролизуется, о чем свидетельствует наличие щелочной среды:
CO 3 2- + H 2 O ↔ HCO 3 — + OH — .
Карбонат натрия термически неустойчив и при нагревании разлагается на составляющие его оксиды:
Na 2 CO 3 = Na 2 O + CO 2 .
При пропускании через насыщенный водный раствор карбоната натрия углекислого газа при нагревании происходит образование средней соли угольной кислоты – гидрокарбоната натрия:
Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 = 2NaHCO 3 .
Карбонат натрия растворяется в разбавленных растворах кислот с образованием новых солей и угольной кислоты, которая сразу же разлагается на углекислый газ и воду, т.е. более сильные кислоты способны вытеснять натрий из карбоната:
Na 2 CO 3 +2HCl dilute = 2NaCl +CO 2 + H 2 O;
Na 2 CO 3 +2HF dilute = 2NaF +CO 2 + H 2 O;
3Na 2 CO 3(conc) +2H 3 PO 4dilute = 2Na 3 PO 4 +3CO 2 + 3H 2 O (boiling);
Карбонат натрия взаимодействует с насыщенными растворами щелочей активных металлов (Ca, Sr, Ba) с образованием нерастворимых карбонатов этих металлов:
Na 2 CO 3 + Me(OH) 2 = MeCO 3 ↓ + 2NaOH (Me = Ca, Sr, Ba).
Карбонат натрия взаимодействует с простыми веществами – неметаллами, такими как галогены и углерод:
3Na 2 CO 3(conc) + 3Hal 2 = 5NaHal + NaHalO 3 + 3CO 2 ;
Na 2 CO 3 +2C = 2Na + 3CO (t).
При пропускании через раствор карбоната натрия сернистого газа образуется сульфит натрия:
Na 2 CO 3 + SO 2 = Na 2 SO 3 + CO 2 .
Физические свойства соды
Безводный карбонат натрия – кристаллический порошок белого цвета. Температура плавления 852С. Хорошо растворим в воде, нерастворим в ацетоне, сероуглероде, мало растворим в этаноле, хорошо растворим в глицерине.
Получение соды
Ранее карбонат натрия получали из природных источников (водоросли). Сейчас, в основном из природного сульфата натрия по реакции:
Na 2 SO 4 + 3C + 2O 2 = 2Na 2 CO 3 + CO 2 + 2SO 2 ;
CaCO 3 + C + Na 2 SO 4 = Na 2 CO 3 + 4CO +CaS.
Применение соды
Карбонат натрия нашел широкое применение в производстве стекла, мыла и различных моющих и чистящих средств, служит сырьем для получения гидроксида и гидрофосфата натрия и других веществ. В пищевой промышленности его используют в качестве регулятора кислотности и разрыхлителя, препятствующего комкованию и слёживанию (E500).
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
| Задание | Сколько кристаллической соды потребуется для полной нейтрализации 196 г серной кислоты? |
| Решение |
Кристаллическая соды – водный гидрат, т.е. молекула состава Na 2 CO 3 ×10H 2 O. Запишем уравнение реакции нейтрализации серной кислоты кристаллической содой:
Na 2 CO 3 ×10H 2 O + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + CO 2 + 10H 2 O. Молярная масса кристаллической соды, рассчитывается как сумма молярных масс карбоната натрия и 10 молекул воды. Она равна – 286 г/моль. Молярная масса серной кислоты – 98 г/моль. Согласно уравнению реакции количество вещества кристаллической соды – 1 моль, количество вещества – 1моль. Следовательно, теоретические массы этих веществ – 286 и 98 г, соответственно. Обозначим искомую массу (практическую) как х. Составим пропорцию: х г Na 2 CO 3 ×10H 2 O – 196 г H 2 SO 4 ; 286 г Na 2 CO 3 ×10H 2 O – 98 г H 2 SO 4 . Тогда х = 286×196/98 = 572. Следовательно, масса кристаллической соды 572 г. |
| Ответ | Масса кристаллической соды – 572 г. |
«Кислород химия» - Общая характеристика кислорода. 1,4 г/л, немного тяжелее воздуха. Химический элемент Знак элемента – О Валентность – II Относительная атомная масса - 16. Плотность. Температура плавления. Растворимость. Агрегатное состояние, цвет, запах. Бесцветный газ, без запаха. Кислород в природе. Простое вещество Неметалл Молекула – О2 Относительная молекулярная масса - 32.
«Урок Кислород» - Поэтому работа с учащимися требует от учителя постоянного методического технического совершенствования. Урок «Кислород. ИКТ оказывает большую помощь также при подготовке и проведении уроков. Открытие и получение кислорода» (8 класс). Предисловие. В предлагаемой методической разработке представлена разработка урока «Кислород.
«Металл алюминий» - Открытие алюминия. Взаимодействие с водой. Химические свойства. Способен к взаимодействию под действием температуры с серой, азотом и углеродом. Самый распространенный металл в природе. Соли алюминия (алюминаты). Взаимодействие с неметаллами. Алюминий имеет радиус атома равный 0,125 нм. Взаимодействие со щелочами.
«Круговорот кислорода в природе» - Миграция, а, следовательно и круговороты, определяются: Электронная конфигурация - 2s22p4. Важнейшие положения геохимии: Незначительное количество атмосферного кислорода участвует в цикле образования и разрушения озона при сильном ультрафиолетовом облучении: O2 ? O2* O2* + O2 ? O3 + O O + O2 ? O3 2O3 ? 3O2.
«9 класс Алюминий» - 2.С кислотами (с серной и соляной (разбавленной). Электролиз - основной способ получения алюминия сегодня. Получение алюминия. Применение. Физические свойства алюминия. Положение алюминия в периодической системе Д.И.Менделеева. Урок химии в 9 классе по теме «Алюминий». Амфотерность алюминия. 4.С оксидами металлов (алюминотермия).
«Производство алюминия» - Выход на международные рынки капитала (IPO). Основные потребители. Структура владения компанией United Company RUSAL Limited. Доступ к мировым ресурсам бокситов. Этапы дальнейшего развития объединенной компании. Создание лидера мировой алюминиевой отрасли. Обеспеченность бокситами до и после слияния.
Практически в каждом доме – на кухне или в ванной комнате – находится поистине чудодейственное средство, способное и в кухонном деле помочь, и избавить от многих заболеваний, и даже отмыть унитаз или ванну. А называется это универсальное чудо – сода пищевая. Этот белый, мелкоизмельченный порошок хорошо впитывает воду и превосходно в ней растворяется, образуя при этом раствор немного солоноватой на вкус щелочи.
Простая питьевая сода — вещество, которое возвращает молодость и дарит жизнь
Сода – это натриевая соль угольной кислоты. Существует несколько ее видов – пищевая, кальцинированная, каустическая. Чаще всего мы сталкиваемся с ее пищевым вариантом. Это вещество обладает целым рядом полезных свойств в кулинарии, медицине, в сфере бытовой химии. Владея прекрасными дезинфицирующими и антибактериальными свойствами, оно является частью множества чистящих смесей, в том числе и сделанных самостоятельно.
В отличие от водного раствора, сода в порошке – сильная щелочь, способная при длительном контакте с кожей и в случае попадания в глаза или на слизистую оболочку вызвать раздражение и даже ожог!
Немного из истории методов производства
Первые сведения о соде относятся еще к временам древнеегипетской цивилизации. Она добывалась из содовых озер, которые при пересыхании оставляли после себя белый минерал в виде порошка. Древние египтяне использовали ее в качестве одного из компонентов при мумификации.
Цивилизованному европейскому миру сода также давно известна, и применялась она для изготовления стекла, мыла, красок и лекарств. Поскольку для ее получения использовалась зола морских водорослей, о промышленном производстве не могло быть и речи, что было неприемлемо для Европы. Но в 1791 г. французскому химику Николя Леблану удалось изобрести промышленный способ ее добычи. Суть изобретения заключалась в следующем: поваренная соль растворялась в воде, затем на нее воздействовали серной кислотой, а полученный сульфат натрия смешивали с древесным углем и известняком, после чего раствор нагревали в промышленных печах и выпаривали.
Недостатком данного метода было то, что он был актуален лишь для изготовления кальцинированной соды. Кроме того, в процессе производства образовывалось очень много отходов – ядовитого хлороводорода и сульфида кальция. Но, несмотря на это, промышленное производство соды стало востребованным, что повлекло за собой и ее удешевление.
Пальма первенства в получении очищенной пищевой соды принадлежит бельгийскому ученому Эрнесту Сольве. За основу берется та же поваренная соль, концентрированный раствор которой насыщается аммиаком и углекислым газом. В результате этого образуется гидрокарбонат аммония, из которого затем получают гидрокарбонат натрия.
Состав содового порошка
Пищевая сода или, как ее еще называют в быту – питьевая, по своему составу характеризуется как мягкая щелочь. При контакте с кислой средой она в процессе реакции распадается на безвредную для человека соль и углекислый газ. Эта особенность дает возможность использовать ее в различных сферах нашей жизни.
Правильное применение соды не вызывает вредных побочных явлений, зато положительное влияние пищевой соды на организм человека заметно невооружённым глазом Химический состав вещества не представляет собой ничего сложного и содержит в себе следующие элементы:
- Натрий, водород, углерод – по одному атому.
- Кислород – три атома.
Таким образом, формула пищевой соды выглядит так: NaHCO3. Она известна многим еще со школьных уроков химии и имеет несколько названий-синонимов:
- Питьевая.
- Натрия двууглекислый.
- Гидрокарбонат натрия.
- Бикарбонат.
- Пищевая добавка Е-500.
Как бы ни называлось это вещество, его химическая формула остается неизменной – NaHCO3. Поскольку в составе содового порошка отсутствуют углеводы, белки и жиры, калорийность соды равна нулю. Этот мелкодисперсный порошок не имеет запаха, слегка соленый на вкус, неплохо растворяется в воде, не разлагается на открытом воздухе. Процесс распада возможен лишь в условиях повышенной влажности. При правильном хранении срок его использования в современном производстве не имеет ограничений.
Формула и химический состав пищевой соды указывают на то, что при длительном воздействии на органические ткани она может вызывать ожоги. Кроме того, под воздействием высокой температуры она может выделять углекислый газ.
Сферы использования
Гидрокарбонат натрия, благодаря своим свойствам, очень востребованное вещество в различных сферах жизнедеятельности человека. Он незаменим для целого ряда видов промышленности и в быту. Сюда можно отнести:
- Медицину.
- Пищевую промышленность.
- Химическую отрасль.
- Легкую промышленность.
- Бытовые потребности.
Медицина
Целым рядом исследований выявлено, что двууглекислый натрий обладает удивительным свойством восстанавливать кислотно-щелочной баланс, снижать кислотность в ЖКТ (желудочно-кишечном тракте), помогает усваивать кислород, восстанавливает обмен веществ. Поэтому, например, для устранения изжоги используют содовый раствор. Но это не единственное заболевание, где может применяться сода.
Количество сеансов зависит от интенсивности поражения и запущенности заболевания. Проявившийся эффект сам подаст сигнал к прекращению курса лечения - При простудных заболеваниях с ее помощью избавляются от кашля, делают ингаляцию, сода способствует выведению мокроты из бронхов и легких.
- Используется как противовоспалительное и бактерицидное средство.
- При гипертонии и аритмии.
- Вместе с хлоридом натрия способствует восстановлению электролитного и кислотно-щелочного баланса при диарее и рвоте.
- Слабый раствор помогает избавиться от зуда при укусах москитов и кожных высыпаниях.
- При лечении небольших ожогов.
- Для устранения грибковых поражений.
Неправильная дозировка и применение соды в лечебных целях может нанести вред организму.
Пищевая отрасль
В пищевой промышленности бикарбонат натрия зарегистрирован как добавка Е-500 и применяется достаточно часто. Особенно для приготовления кондитерских изделий и в хлебопечении. С ее помощью можно приготовить шипучие напитки, такие как игристое вино, газированная или минеральная вода.
Химическая индустрия и легкая промышленность
Гидрокарбонат натрия является главным составляющим в порошковых огнетушителях. Выделяя углекислоту, он оттесняет кислород от очага возгорания. Пищевую соду также используют для абразивно-струйной очистки станков и машин на производстве. Такой метод очистки от загрязнений действует намного мягче, чем пескоструйная технология, не царапая и не повреждая поверхности.
Двууглекислый натрий используется для изготовления и обработки, например, резиновых подошв и других товаров. Он служит и как полезная добавка, и как обезжириватель. Применяют его также для дубления кожи и отбеливания тканей. Пищевая сода применяется для производства кожзаменителей и текстильных изделий.
О пользе пищевой соды можно говорить бесконечно долго. Но при ее использовании нужно придерживаться главного правила – прислушиваться к рекомендациям по дозировке вещества, независимо от сферы его применения.
Что представляет собой гидрокарбонат натрия, он же бикарбонат, натрий двууглексилый, а попросту питьевая или пищевая сода, известно многим еще со школьных уроков химии. Сода пищевая — это кислая натриевая соль угольной кислоты. В химии формула соды пищевой определяется как NaHCO 3 .
Химический состав гидрокарбоната натрия
Как и любой продукт, используемый в питании, пищевая сода имеет пищевую ценность, которая определяется количеством белков, минералов, углеводов и макроэлементов. Состав соды пищевой определяется следующими показателями на 100 г съедобной части:
- зола — 36,9 г;
- вода — 0,2 г;
- натрий — 27,4 г;
- селен — 0,2 мкг.
В состав гидрокарбоната натрия не входят белки, жиры, углеводы и пищевые волокна, а ее калорийность составляет 0 ккал. Плотность соды — 2,16 г/см 3 .
Химическая формула соды NaHCO 3 представляет собой кислую натриевую соль угольной кислоты, которая по международным атомным массам составляет 84,00 а.е.
Если провести реакцию соды с кислотами то химическая формула соды пищевой распадется на углекислый газ и воду и будет иметь вначале формулу образования соли и угольной кислоты — NaHCO 3 + HCl → NaCl + H 2 CO 3 , а затем H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2 .
В бытовых условиях чаще используется уксусная кислота, при реакции с которой образуется ацетат натрия — NaHCO 3 + CH 3 COOH → CH 3 COONa + H 2 O + CO 2
При термических реакциях под воздействием температур от 60 градусов гидрокарбонат распадается на карбонат натрия, углекислый газ и воду. Температура кипения — 851°С, плавления — 270°С.
Щелочные свойства соды
Пищевая сода — это щелочь, такое утверждение имеет свою доказательную базу. Растворы всех химических веществ определяются значением водородного показателя (рН), характеризующим кислотность или щелочность среды.
Если раствор имеет показатель рН 6 и ниже, он представляет собой кислотную среду. Вещества, растворы которых имеют рН 8 и выше — щелочную среду.
В нейтральной среде (например, в чистой воде) рН равен 7. Раствор пищевой соды имеет рН 9, т.е. является слабой щелочью и способен нейтрализовать опасные для организма человека свойства сильных кислот.
Формула пищевой соды имеет в своем составе элементы, которые характеризуют ее как мягкую щелочь, не оказывающую агрессивного воздействия на мягкие ткани организма, поэтому очень часто отщелачивающие свойства этого продукта используют в лечебных и профилактических целях для оздоровления организма.
Представленный еще в советские времена Государственный стандарт и технические условия натрия двууглекислого предусматривают его изготовление в соответствии установленного еще в 1976 году стандарта технологического регламента. Эти требования включают установленные методы анализа, безопасности, приемки и хранения. Ранее указывался ГОСТ — сода пищевая под номером 2156-76, который использовался в фармакологической, химической, легкой, пищевой промышленности, цветной металлургии, а также народном хозяйстве. В настоящее время нормы этого ГОСТА не пересматривались.
По физико-химическим составляющим сода должна была иметь следующие показатели для 1 и П сорта:
| Внешний вид | Кристаллический порошок белого цвета, без запаха | |
|---|---|---|
| Массовая доля двууглекислого натрия (NaHCO3), %, не меньше | 99,5 | 99,0 |
| Массовая доля углекислого натрия (Na2CO3), %, не более | 0,4 | 0,7 |
| Массовая доля хлоридов в пересчете на NaCl, %, не более | 0,02 | 0,04 |
| Массовая доля мышьяка (As), %, не более | Выдерживает испытание | |
| Массовая доля не растворимых в воде веществ, %, не более | Выдерживает испытание | |
| Массовая доля железа (Fe2+), %, не более | 0,001 | 0,005 |
| Массовая доля кальция (Ca2+), %, не более | 0,04 | 0,05 |
| Массовая доля сульфатов в пересчете на SO42-, %, не более | 0,02 | 0,02 |
| Массовая доля влаги, %, не более | 0,1 | 0,2 |
В данном ГОСТе срок годности соды пищевой был ограничен 12 месяцами. В современном производстве сода пищевая не имеет ограничений в сроках. Основным условием является ее правильное хранение.
Требования безопасности пищевой соды
Химический состав соды пищевой демонстрирует ее как не токсичное, но взрывоопасное и пожароопасное средство. По степени воздействия на организм человека она имеет третий класс опасности. В воздухе рабочей зоны допустимая норма двууглекислого натрия в воздухе 5мг/м 3 .
Химформула соды, а также ее состав говорят о том, что под воздействием определенных температур она может быть пожароопасна и взрывоопасна. При нагревании емкости, в которых она хранится, могут взорваться. При нагревании сода может разлагаться на токсичные газы, а при постоянном присутствии в помещении с ее пылью у человека может возникнуть раздражение дыхательных путей. Люди, которые работают на производстве, где находятся большое количество пищевой соды должны соблюдать меры предосторожности, использовать средства индивидуальной защиты.
При возникновении пожара в соответствии с ГОСТом, необходимо:
- Отвести вагон в безопасное место. Изолировать опасную зону в радиусе не менее 100 м. Откорректировать указанное расстояние по результатам химразведки. Удалить посторонних. Соблюдать меры пожарной безопасности. Не курить. Пострадавшим оказать первую помощь.
- Не прикасаться к пролитому или просыпанному веществу. Не допускать попадания вещества в водоемы, подвалы, канализацию.
- В зону аварии входить в защитной одежде и дыхательной маске. Тушить воздушно-механической пеной с дальнего расстояния.
- Засыпать песком или другим инертным материалом. Выжечь территорию (отдельные очаги) при угрозе попадания в грунтовые воды. Вызвать специалистов для нейтрализации.
- Вызвать скорую помощь. Свежий воздух, покой, тепло, чистая одежда. Глаза и слизистые промывать водой не менее 15 минут.
Как необходимо хранить и перевозить соду
Для количественных грузоперевозок пищевую соду упаковывают для безопасности в многослойные бумажные мешки до 50 кг, а также в контейнеры разового использования с полиэтиленовой прослойкой. Для розничной торговли соду упаковывают в картонные пачки или в плотные упаковки из полиэтилена массой до 1 кг. Гидрокарбонат натрия перевозят разными видами транспорта, кроме воздушного.
Как добывают гидрокарбонат натрия
В природе пищевая сода (широкая группа содовых минералов) добывается на высохших содовых озерах или водоемах. Из-за высокой концентрации соды и солей минералы выпадают на берег в виде кристаллических сугробов. Иногда при высыхании озер они образуют целые пласты, покрытые песчаными наносами. По истечении некоторого времени такой пласт может опять оказаться над поверхностью земли, что дает возможность из него получать содовое сырье. Существует несколько видов минералов, из которых можно получать соду. Самое распространенное сырье для получения соды — минерал трон, который перед тем как получить готовый продукт проходит тщательный очистительный, нагревательный процесс, а также проходит этап дробления, чтобы избавиться от нежелательных газов.
Сырье для получения соды — это природные минеральные образования, которые содержат в своем составе углекислый натрий. Содовое сырье имеет разный химический состав, в котором имеют место как полезные, так и вредные компоненты. Известны 2 группы сырья. В первую входят:
- горные породы с минералам;
- карбонаты и бикарбонаты натрия — трона, натрон, нахколин,термонатрит, давсонит, гейлюссит, шоршит;
- подземные воды содового типа с повышенным содержанием карбоната натрия.
Ко второму типу относятся варианты содовых месторождений, в которых есть залежы натрона, троны, галита. Сода, которую добывают в природе из рапных и высохших озер в Кении, Танзании, Боливии, Мексике и других странах. Кроме того, минерал для получения соды получают из давсонитовых отложений, которые образовались при катагенезе песчано-глинистых пород под воздействием содовых вод.
В Советском Союзе из-за низкой рентабельности добыча природной соды путем выщелачивания была прекращена еще в 1971 году. Самым распространенным являлся открытый и шахтенный способ. В шахтах гидрокарбонат натрия растворяли выщелачивающим методом, а затем раствор выкачивали на поверхность.
Сегодня соду получают промышленным методом, используя аммиачно-хлоридный способ, при котором в концентрат хлорида натрия, насыщенный аммиаком пропускают углекислый газ. В процессе такого синтезирования начинаются реакции, в результате которых путем фильтрования гидрокарбонат натрия отделяют, а продукты переработки (аммиак) возвращают в производство.
Общепринятая пищевая сода, химическая формула которой NaHCO 3 , получается в настоящее время не при очистки соды природным путем, а химическим способом.
Кристаллы природных солей выращивают также и лабораторным путем. Очищение бикарбоната натрия осуществляется двумя способами — мокрым и сухим. Общий процесс представляет собой реакцию карбонизации — насыщение раствора углекислым газом, в результате которой происходит процесс перекристализации, а способы отличаются лишь в методе приготовления раствора.
Современные потребители двууглекислый натрий — пищевую соду могут наблюдать в продуктах как пищевую добавку Е500.
Алюминия – разрушение металла под влиянием окружающей среды.
Для реакции Al 3+ +3e → Al стандартный электродный потенциал алюминия составляет -1,66 В.
Температура плавления алюминия - 660 °C.
Плотность алюминия - 2,6989 г/см 3 (при нормальных условиях).
Алюминий, хоть и является активным металлом, отличается достаточно хорошими коррозионными свойствами. Это можно объяснить способностью пассивироваться во многих агрессивных средах.
Коррозионная стойкость алюминия зависит от многих факторов: чистоты металла, коррозионной среды, концентрации агрессивных примесей в среде, температуры и т.д. Сильное влияние оказывает рН растворов. Оксид алюминия на поверхности металла образуется только в интервале рН от 3 до 9!
Очень сильно влияет на коррозионную стойкость Al его чистота. Для изготовления химических агрегатов, оборудования используют только металл высокой чистоты (без примесей), например алюминий марки АВ1 и АВ2.
Коррозия алюминия не наблюдается только в тех средах, где на поверхности металла образуется защитная оксидная пленка.
При нагревании алюминий может реагировать с некоторыми неметаллами:
2Al + N 2 → 2AlN – взаимодействие алюминия и азота с образованием нитрида алюминия;
4Al + 3С → Al 4 С 3 – реакция взаимодействия алюминия с углеродом с образованием карбида алюминия;
2Al + 3S → Al 2 S 3 – взаимодействие алюминия и серы с образованием сульфида алюминия.
Коррозия алюминия на воздухе (атмосферная коррозия алюминия)
Алюминий при взаимодействии с воздухом переходит в пассивное состояние. При соприкосновении чистого металла с воздухом на поверхности алюминия мгновенно появляется тонкая защитная пленка оксида алюминия. Далее рост пленки замедляется. Формула оксида алюминия – Al 2 O 3 либо Al 2 O 3 H 2 O.
Реакция взаимодействия алюминия с кислородом:
4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3 .
Толщина этой оксидной пленки составляет от 5 до 100 нм (в зависимости от условий эксплуатации). Оксид алюминия обладает хорошим сцеплением с поверхностью, удовлетворяет условию сплошности оксидных пленок. При хранении на складе, толщина оксида алюминия на поверхности металла составляет около 0,01 – 0,02 мкм. При взаимодействии с сухим кислородом – 0,02 – 0,04 мкм. При термической обработке алюминия толщина оксидной пленки может достигать 0,1 мкм.
Алюминий достаточно стоек как на чистом сельском воздухе, так и находясь в промышленной атмосфере (содержащей пары серы, сероводород, газообразный аммиак, сухой хлороводород и т.п.). Т.к. на коррозию алюминия в газовых средах не оказывают никакого влияния сернистые соединения – его применяют для изготовления установок переработки сернистой нефти, аппаратов вулканизации каучука.
Коррозия алюминия в воде
Коррозия алюминия почти не наблюдается при взаимодействии с чистой пресной, дистиллированной водой. Повышение температуры до 180 °С особого воздействия не оказывает. Горячий водяной пар на коррозию алюминия влияния также не оказывает. Если в воду, даже при комнатной температуре, добавить немного щелочи – скорость коррозии алюминия в такой среде немного увеличится.
Взаимодействие чистого алюминия (не покрытого оксидной пленкой) с водой можно описать при помощи уравнения реакции:
2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 .
При взаимодействии с морской водой чистый алюминий начинает корродировать, т.к. чувствителен к растворенным солям. Для эксплуатации алюминия в морской воде в его состав вводят небольшое количество магния и кремния. Коррозионная стойкость алюминия и его сплавов, при воздействии морской воды, значительно снижается, если в состав метала будет входить медь.
Коррозия алюминия в кислотах
С повышением чистоты алюминия его стойкость в кислотах увеличивается.
Коррозия алюминия в серной кислоте
Для алюминия и его сплавов очень опасна серная кислота (обладает окислительными свойствами) средних концентраций. Реакция с разбавленной серной кислотой описывается уравнением:
2Al + 3H 2 SO 4 (разб) → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 .
Концентрированная холодная серная кислота не оказывает никакого влияния. А при нагревании алюминий корродирует:
2Al + 6H 2 SO 4 (конц) → Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.
При этом образуется растворимая соль – сульфат алюминия.
Al стоек в олеуме (дымящая серная кислота) при температурах до 200 °С. Благодаря этому его используют для производства хлорсульфоновой кислоты (HSO 3 Cl) и олеума.
Коррозия алюминия в соляной кислоте
В соляной кислоте алюминий или его сплавы быстро растворяются (особенно при повышении температуры). Уравнение коррозии:
2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 .
Аналогично действуют растворы бромистоводородной (HBr), плавиковой (HF) кислот.
Коррозия алюминия в азотной кислоте
Концентрированный раствор азотной кислоты отличается высокими окислительными свойствами. Алюминий в азотной кислоте при нормальной температуре исключительно стоек (стойкость выше, чем у нержавеющей стали 12Х18Н9). Его даже используют для производства концентрированной азотной кислоты методом прямого синтеза
При нагревании коррозия алюминия в азотной кислоте проходит по реакции:
Al + 6HNO 3 (конц) → Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.
Коррозия алюминия в уксусной кислоте
Алюминий обладает достаточно высокой стойкостью к воздействию уксусной кислоты любых концентраций, но только если температура не превышает 65 °С. Его используют для производства формальдегида и уксусной к-ты. При более высоких температурах алюминий растворяется (исключение составляют концентрации кислоты 98 – 99,8%).
В бромовой, слабых растворах хромовой (до10%), фосфорной (до 1%) кислотах при комнатной температуре алюминий устойчив.
Слабое влияние на алюминий и его сплавы оказывают лимонная, масляная, яблочная, винная, пропионовая кислоты, вино, фруктовые соки.
Щавелевая, муравьиная, хлорорганические кислоты разрушают металл.
На коррозионную стойкость алюминия очень сильно влияет парообразная и капельножидкая ртуть. После недолгого контакта металл и его сплавы интенсивно корродируют, образуя амальгамы.
Коррозия алюминия в щелочах
Щелочи легко растворяют защитную оксидную пленку на поверхности алюминия, он начинает реагировать с водой, в результате чего металл растворяется с выделением водорода (коррозия алюминия с водородной деполяризацией).
2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2 ;
2(NaOH H 2 O) + 2Al → 2NaAlO 2 + 3H 2 .
Образуются алюминаты.
Также оксидную пленку разрушают соли ртути, меди и ионы хлора.