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硝酸,磷酸,氢氟酸详细解说

硝酸(HNO)。工业上使用的浓硝酸是65%(质量分数)的水溶液。它与硫酸、盐酸一起作为三种常用强酸而被广泛使用。

硝酸是一种易挥发、易分解的酸。硝酸在光、热作用下或在某些化学物质作用下分解.并有二氧化氮和氧气放出。因此硝酸在实验室中保存在密闭的棕色试剂瓶中。在工厂中使用的硝酸也要在阴凉避光的条件下密闭保存。

硝酸分解时产生的初生态原子氧有很强的氧化性,这是硝酸的重要特性,因此硝酸对贵金属(如金、铂)之外的许多其他金属都有广泛的溶解能力。在清洗去除金属表面污垢时,它既可以把有机污垢氧化分解去除,又可在某些金属表面形成致密的氧化膜保护金属不被腐蚀。但应注意的是硝酸分解产生的棕全l色二氧化氮气体有 很强的毒性。使用时应注意安全,要在通风良好的环境中进行操作。

l份浓硝酸与3份浓盐酸的混合物叫王水,是腐蚀能力很强的强酸.可以溶解金、铂等贵金属。

在中央空调清洗中用硝酸洗的硝酸浓度一般在5%左右,在浓度较低的情况下。硝酸比较稳定.不易分解,氧化性减弱,主要发挥酸性的作用。由于硝酸盐大多易溶于水,硝酸本身又具有一定氧化作用,对垢物和金属氧化物有很强的溶解性,一些用盐酸溶解不了的金属氧化物和垢物常用硝酸溶液来清洗,因此,在中央空调清洗中普遍采用硝酸作酸洗剂。特别是用硝酸清洗不锈钢作基体的设备,不会像盐酸那样有导致孔蚀的危险;而且硝酸清洗铜锈效果特别好,所以在清洗不锈钢以及铜设备时常用硝酸。在中央空调清洗中硝酸主要用于清洗不锈钢、碳钢、黄铜、铜及碳钢-不锈钢设备以及黄铜-碳钢焊接的组合体设备。硝酸可去除水垢和铁锈,对碳酸盐垢,Fe03和Fe锈垢有良好的溶解能力,去除氧化铁皮、铁垢的速度快、时间短.并且对碳钢、不锈钢、铜的腐蚀性较低。

由于硝酸在低浓度下对大多数金属均有强烈的腐蚀作用,因此,用硝酸做中央空调酸洗剂时,为防止其对金属的腐蚀应加人缓蚀剂。目前广泛采用的LAn-826和Lan-5两种缓蚀剂.效果很好。而一般缓蚀剂容易被硝酸分解而失效。

(4)磷酸(H3PO)。纯磷酸是无色透明的固体.工业上使用的浓磷酸是85%~90%(质量分数)的水溶液。与上面介绍的三种无机酸相比,磷酸是较弱的酸,甚至比铵基磺酸和草酸等有机酸的酸性还弱。

在去除钢铁表面锈污时.通常使用15%一20%(质量分数)以上的溶液,温度控制在.10~80℃的范围内。

当磷酸与其他强酸配合使用时,它起到缓冲试剂的作用.用以控制溶液pH值.使其保持稳定。

磷酸是难挥发性酸.在高温和高浓度情况下溶解能力很强.能与钨、铜、铌等不活泼金属反应生成杂多酸刑配合物,而使它们溶解。它也可溶解铬铁矿、金红石等矿石。

在中央空调清洗中一般酸洗时采用的磷酸浓度为8%~10%,温度40一60℃。由于溶解铁锈产物磷酸铁在水中溶解度小,酸洗时会产生磷酸铁沉淀而影响清洗效果。为避免酸洗时产生此种沉淀,应保持磷酸浓度超过25%以上,使形成溶解度较大的含磷杂多酸配合物,但这样会提高酸洗成本,也增加对废洗液处理的困难,因此,用磷酸清洗比用其他无机酸的清洗成本高。

磷酸还可用于预处理钎焊工件。因为在高温高浓度情况下,磷酸对金属氧化物的溶解能力可用于钎焊及其氧化区表面的酸洗。用磷酸清洗生锈的金属表面时,在去锈的同时可形成磷化保护膜对金属起保护作用。

由于磷酸清洗存在其钙盐Ca难溶的问题,因此磷酸不适用于清除水垢;其铁盐在低浓度磷酸中溶解度低也是一个缺点.除在一些特殊情况下。通常不使用磷酸作酸洗剂。

(5)氢氟酸(HF)。与盐酸相类似,氢氟酸是氟化氢气体溶于水形成的溶液。市场出售的氢氟酸一般为30%~60%(质量分数)。它是一种弱酸,酸的强度与有机酸中的甲酸相似。

氢氟酸的大特点在于它能与二氧化硅发生激烈反应并使它溶解。而二氧化硅对其他所有无机酸都是十分稳定和耐腐蚀的。

由于氢氟酸有与硅化合物反应的特点,在主要成分含有二氧化硅的半导体元件硅的腐蚀清洗和酸洗过程中发挥重要作用。

氢氟酸对人体有很强的毒性和腐蚀性.取用时应十分注意,要戴好橡胶手套.防护面罩或口罩。要防止氟化氢气体在环境中扩散。对已经扩散到空气中,或水中的氟化氛,要设法用氢氧化钠水溶液加以吸收,再用钙盐与它反应生成不溶性氟化钙沉淀加以回收。

可以代替氢氟酸用于同样目的的是氟氢酸钱,它是由氢氟酸与氟化铁反应生成的酸性缓冲溶液。氟氢酸钱的作用比氧氟酸要温和。

在中央空调清洗中,使用氢氟酸作酸洗剂时的含量一般在5%以下。由于温度升高.反应速度明显加快,所以温度常控制在50℃ 左右。用氢氟酸清洗铁锈和溶解氧化皮具有清洗时问短、效率高的特点。这是因为氢氟酸有很强的溶解氧化铁的能力,此溶解能力是靠离子的特殊作用。如氢氟酸与四氧化二铁接触时会发生氟氧交换.接着F发生络合反应而使氧化皮溶解。

中央空调清洗中清除含二氧化硅的难除水垢采用碱洗与酸洗相结合的工艺,先用NaOH等碱洗液使部分二氧化硅生成可溶性硅酸盐溶解.为酸洗除硅创造条件,再用氢氟酸清洗,进一步去除水垢.从而取得较好效果。含二氧化硅的水垢异热性极差,对换热器危害也大,因此常用氢氟酸加以清除。

氢氟酸对金属有腐蚀性.对含铬13%~15%的高合金钢的腐蚀性比低合金钢高约10倍,因此常配合适当的缓蚀剂使用。

氢氟酸清洗具有酸洗后残液易于处理的优点。在氢氟酸清洗后,再用石灰水中和残酸生成氢氧化铁和氟化钙沉淀即可除去。

中央空调清洗中氢氟酸通常不单独使用。而是与氟氢化铵、盐 酸、硝酸等配合使用.如氢氟酸-氟氢化按清洗剂主要用于清洗硅垢,也可再加入盐酸和硝酸用于清洗铁锈。而盐酸氢氟酸清洗液主要用于除去碳酸盐水垢、硅酸盐水垢和氧化铁皮的混合物,其中盐酸溶解碳酸盐水垢速度很快,但不能溶解硅酸盐水垢,而用氛氟酸可溶解硅垢和氧化铁。有时在盐酸酸洗液中加入一定量的氟化氢铵,目的是利用氟化氢铵与盐酸反应生成氛氟酸形成盐酸-氛氟酸混合清洗剂以加快碳酸盐垢、硅酸盐垢及铁垢混合物的溶解能力。而硝酸-氢氟酸对碳酸盐水垢、硅酸盐水垢、各种铁锈均有良好的溶解能力,而且去垢速度快,特别适合不耐盐酸的碳钢一不锈钢. 碳钢一铜组合的设备清洗,具有腐蚀率低、不产生渗氢、常温清洗速度快、节省能源和原料来源方便的优点,是目前国内换热器及各种化工设备中碳酸盐水垢、硅酸盐水垢及铁垢的佳酸洗剂。

为减少对金属基体的腐蚀.氧氟酸酸洗剂中也要加人缓蚀剂。

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