6.33. КАК РЖАВЕЕТ АЛЮМИНИЙ
Разрушается ли на воздухе металлический алюминий? Судя по тому, что бытовая алюминиевая посуда служит годами и даже десятилетиями…
Разрушение алюминия на воздухе возможно только тогда, когда устранена самозащита металла — уничтожена пассивирующая пленка на его поверхности. Очистим изделие из алюминия от следов жира и масла и погрузим в водный раствор нитрата ртути Hg(NO>3)>2:
2Al + 3Hg(NO>3)>2 = 2Al(NO>3)>3 + 3Hg↓.
Алюминий вытесняет ртуть из ее соли, и на поверхности изделия появляется тонкий слой амальгамы — раствора алюминия в ртути (см. 5.44), разрушающий пассивирующую пленку. Алюминий, растворенный в ртути, взаимодействует с влагой и кислородом воздуха, превращаясь в тонкий белый порошок или белые хлопья метагидроксида алюминия:
4Al + 2Н>2O + 3O>2 = 4AlO(OH).
Израсходованный в реакции металл пополняется новыми порциями растворяющегося в ртути алюминия — вплоть до того момента, когда вместо алюминия останется лишь его метагидроксид, содержащий мельчайшие капельки ртути.
Если амальгамированный алюминий погрузить в воду, то начинается выделение водорода:
2Al + 4Н>2O = 2 AlO(OH) + 3Н>2↑.
6.34. «ХИМИЧЕСКАЯ ЧИСТКА» ОТ РЖАВЧИНЫ
При травлении стальных изделий с помощью хлороводородной кислоты HCl ржавчина [оксид Fe>2O>3 и метагидроксид железа FeO(OH)] переходят в раствор в виде трихлорида железа FeCl>3:
Fe>2O>3 + 6HCl = 2FeCl>3 + 3H>2O, FeO(OH) + 3HCl = FeCl>3 + 2Н>2O.
Если после травления деталь недостаточно хорошо промыта, то оставшийся на поверхности FeCl>3 снова вызовет коррозию; хлорид железа — вещество гигроскопичное, поглощая влагу из воздуха, он подвергается гидролизу:
FeCl>3 + H>2O ↔ Fe(OH)Cl>2 + HCl
(см. 6.22). Это действует так же, как обработка металла хлороводородной кислотой — идеальные условия для коррозии! Чтобы при Травлении металла с хлороводородной кислотой взаимодействовала только ржавчина, но не очищаемый материал, в травильный раствор рекомендуют добавлять ингибиторы — вещества, тормозящие процесс взаимодействия железа с кислотами, например уротропин или гексаметилентетрамин (CH>2)>6N>4 (см. 5.64). Тончайшая пленка ингибитора обволакивает только поверхность металла и предохраняет ее от контакта с кислотой, а ржавчина остается незащищенной и беспрепятственно растворяется.
Разве обязательно для удаления ржавчины с железных деталей использовать хлороводородную кислоту?
Для этой же цели можно использовать, например, ортофосфорную кислоту H
