¿Qué factores afectan la corrosión con ácido sulfúrico?

La corrosión con ácido sulfúrico se produce debido a tres factores principales: temperatura, concentración y composición del material. Estos factores afectan dos propiedades principales del ácido sulfúrico, su tasa de actividad y su tasa de oxidación. La tasa de actividad significa qué tan bien se disuelve o descompone el ácido sulfúrico, y la tasa de oxidación significa qué tan fácilmente puede causar cambios en las cargas eléctricas, lo que permite nuevas reacciones y más corrosión. La oxidación del metal es un ejemplo de oxidación que provoca la reacción del hierro con el agua para formar óxido de hierro u óxido. Ambas propiedades aumentan la corrosión con ácido sulfúrico y ambas se vuelven más poderosas al aumentar la temperatura y la concentración de la solución de ácido sulfúrico.

El tipo de material juega un factor importante al considerar el ácido sulfúrico y la corrosión. Incluso el ácido sulfúrico diluido a bajas temperaturas hará que los materiales orgánicos se corroan, pero no los metales. Los materiales a base de carbono, como la piel, son muy corrosivos cuando se exponen al ácido sulfúrico, debido a su composición orgánica. Las quemaduras por ácido son en realidad como derretirse en un fuego caliente; el carbono cambia a dióxido de carbono y el calor se desarrolla a partir del ácido sulfúrico que se mezcla con el agua atrapada en sustancias orgánicas. Esta eliminación de agua, o deshidratación, causa corrosión porque el agua de las células se está arrancando, destruyéndolas en el proceso.

La tasa de actividad y la tasa de oxidación del ácido sulfúrico se ven afectadas por la temperatura. Con más calor viene más poder para disolver y causar reacciones; por lo tanto, más corrosión. Con los metales, la oxidación no ocurre con ácido sulfúrico diluido porque no se permite que se rompa una cantidad suficiente de ácido. Esto se debe a que el ácido sulfúrico tiene dos átomos de hidrógeno que deben separarse para que ocurran la mayoría de las reacciones de oxidación con los metales. En las mismas condiciones, bajo calor y baja concentración, la mayoría de los metales no se corroerán, pero el ácido sulfúrico puede volverse muy corrosivo a altas temperaturas.

Por encima de 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius), el ácido sulfúrico concentrado comienza a liberar automáticamente otro átomo de hidrógeno, liberando ambos átomos de hidrógeno. Esto permite que se produzca la oxidación, que corroe la mayoría de los metales al formar un sulfato metálico y gas hidrógeno. A más de 302 ° Fahrenheit (150 ° Celsius), la tasa de actividad se vuelve extrema y la corrosión con ácido sulfúrico es imparable. Incluso la tantalina, una aleación desarrollada para no corroerse en una solución de ácido sulfúrico concentrado a alta temperatura, se corroerá rápidamente en esas condiciones.

Un evento extraño ocurre en el ácido sulfúrico concentrado «libre de agua». En este estado, que se encuentra solo en forma de espuma, la mayoría de los metales experimentan menos corrosión con el ácido sulfúrico porque el hidrógeno usa agua para separarse o disociarse del ácido sulfúrico. Sin agua, el ácido sulfúrico pierde su capacidad de oxidación y la corrosión puede ser causada solo por la actividad del ácido, que aún es extremadamente alta pero no afecta los materiales en los que no hay agua disponible. Una de las razones por las que el ácido sulfúrico se usa todos los días en diversas industrias es para eliminar el agua de los productos y materiales. Casi cualquier material que contenga agua, incluso los cristales de azúcar, se deshidrata más cuando se expone al ácido sulfúrico concentrado.