常用的有機酸

1、、清洗中常用的有機酸用于酸洗的有機酸很多，常用的有氨基磺酸、羥基乙酸、檸檬酸、乙二胺四乙酸等，用有機酸酸 洗與元機 酸相比，成本比較高，需要在較高溫度下操作，清洗耗費時間較長，這是它的缺點。但有機酸往往腐蝕性較小，有的 有機酸有螯合能力，可以用在設(shè)備不停車清洗上，所以有其特點和使用價值。1 -氨基磺酸氨基磺酸分子式為NH2S03H，元強酸。市售商品為固體，是由尿素和發(fā)煙硫酸反應(yīng)得到的產(chǎn) 品，25C時密度為2.126g/cm3，熔點為205 f,在209 C開始分解。常溫下只要保持干燥不與水接觸，它 不吸潮是比較穩(wěn) 定的，因而便于運輸。氨基磺酸的水溶液酸性與鹽酸、硫酸相似，因此又稱固體硫酸。它具

2、有不揮發(fā)，無臭味，對人毒性極小的特點。但長時間與皮膚接觸，或進入眼睛也是有害的，應(yīng)注意避免。但當(dāng)相對濕度大于70%時，氨基磺酸開始潮解，在高溫下會水解生成硫酸鞍和硫酸氫錢：NH2SO3H+H2O=NH4HSO42NH4HSO4=(NH4)2SO4+H2504清洗溫度一般要控制在60 C以下，以減少其水解。當(dāng)溫度超過130 C時，濃的氨基磺酸水溶液在密2E_qk上使用7% -閉容器中快速分解，并產(chǎn)生大量蒸氣會引起爆炸，在使用中要引起注意。氨基磺酸的堿土金屬鹽有很好的溶解性，氨基磺酸與鈣鎂垢反應(yīng)劇烈。通常10%濃度的氨基磺酸水溶液作清洗劑，在60 C以下溫度除垢，一般在1 h內(nèi)可將90%的鈣鎂垢轉(zhuǎn)

3、變成可溶性氨基磺酸鹽而去除。反應(yīng)式為：CaC03 I- 2NH2S03H=Ca(NH2S03)2+H20+C02MgCO3+2NH2S03H=Mg(NH2SO3)2+H2O+QO2Mg(OH)2+2NH2S03H=Mg(NH2SO3)2+2H2O氨基磺酸水溶液對鐵銹作用較慢，可添加一些氯化物如NaCI等，使之緩慢產(chǎn)生鹽酸從而朋效地溶解鐵銹。由于氨基磺酸鹽的多數(shù)金屬鹽在水中溶解度較高不會在清洗液中產(chǎn)生沉淀。而氨硼酸對金屬腐 蝕性小，所以常被用來清洗鋼鐵、銅、不銹鋼、鋁以及陶瓷等材料制造的設(shè)備表面上的鐵銹和水垢。氨基 磺酸還是唯一可用做 鍍鋅金屬表面清洗的酸。例如，用氨基磺酸去除船舶用鍋爐中的水垢

4、，具體做法為先 配成由89%氨基磺酸、6%檸檬 酸及5%二乙基硼組成的固體；再配制成10%濃度的水溶液，在80 C溫度 下處理。在10%氨基磺酸清洗液中加入隊25 %緩蝕劑Lan-826，在60 C溫度下清洗金屬設(shè)備廣緩蝕率達99.4%以90%氨基磺酸，5%6%檸檬酸，0.25%Lan-826緩蝕劑及消泡劑、指示劑配成的避酸性粉劑，使用時 制備成5%10%濃度的溶液，在60 C溫度下對制藥廠的多效蒸憎水機進行循環(huán)酸洗，去污效果好， 對設(shè)備腐蝕率低。實踐證明，5%濃度上述清洗液在60 C時對各種材料的腐蝕率都很低。表8-6列出3%酸的水溶液的腐蝕數(shù)據(jù)相對比較值。表8-6 3%酸的水溶液的腐蝕數(shù)據(jù)

5、相對比較值（溫度為22 C 2 C時）金屬氨基磺酸04H2SHCI金屬氨基磺酸04H2S101012.64.2鋰12.2鑄鐵13.23.2銅11.5鍍鋅163.0很快腐蝕青銅11.5錫181.023.0黃銅14.030110.0很快腐蝕鉛10.6鋼腐蝕鐵皮不銹HCI很快6.72.87.02 乙酸俗稱醋酸，是一種二元有機弱酸，其熔點為16.7 C。純的醋酸在低溫下結(jié)晶成固體 所以又稱為冰醋酸。常溫下為五色有一定刺激性醋味的液體，與水、乙醇、乙醸都可以混溶。酚式電離平衡常數(shù)K =1.76X10-5(25 0)較弱的酸。由于醋酸對金屬腐蝕性低 對人體毒害作用小 它的鹽易溶于水所以適合清洗水 垢和鐵銹

6、等腐蝕產(chǎn)物，特別是對黃銅和對晶呵腐蝕敏感的材料適合用乙酸清洗。對已嚴(yán)重腐蝕的15 - 7MPa以上高壓鍋爐清洗時比用鹽酸貴全性好。3 羥基乙酸 其分子比乙酸多一個親水的羥基，所以在水中的溶解性比乙酸更好 酸性比乙酸稍強 對銹垢的溶解能力也比乙酸大，而它對鋼鐵等金屬基體的腐蝕性要比鹽酸、硫酸小礙多十因此疑基乙基主要用于清 除超臨界鍋爐和其他 鍋爐過熱部分的四氧化三鐵等氧化皮。國外通常用2%羥基乙酸和1 %甲酸酌混合液作清洗劑，在82-104 C溫度下循環(huán)流動清洗，對鐵銹和 氧化皮有較好的清洗效果。中國目前不生產(chǎn)羥基乙酸，所以使用較少。草酸是乙二酸的俗稱。草酸是有機酸中較強的酸，是一種五色結(jié)晶狀固

7、體，它的水溶液遇到強酸 會分解。 草酸也是一種有還原性的有機酸。草酸的很多鹽是難溶于水的，如鈣鹽和鎂鹽，所以不宜在硬水中使用，草酸對鐵銹有較好的溶解 力，因此 可用于去除銹垢，但對碳酸鈣溶解力很差：這與生成的草酸鈣不溶于水所以不能用它去除碳酸 鈣水垢。草酸對金屬有一定腐蝕作用 如鋼鐵在常溫下能被草酸慢慢腐蝕 但在加熱情況下會生成草酸鐵 保護膜能阻止腐蝕的逬行；鋁葆、銅、不銹鋼等材料對草酸的耐蝕性較好 而錫 鋅等金屬在草酸稀 溶液的耐蝕性較好。H+離子作用外，往往憑借酸根離子page有機酸的酸性大都較弱它們的溶垢作用除了利用電離產(chǎn)生的有絡(luò)合和螯合金屬離子的作用，使除垢能力加強 如檸檬酸、乙二胺四

8、乙酸 草酸都有一定的螯合能力。檸檬酸又稱枸椽酸，分子式為H3C6H5O7 H20，化學(xué)名稱為3-羥基-3-竣基, 5戊二酸或Z羥基丙烷-1, 2， 3三竣酸，是富有檸檬的水果香味，易溶于水的晶體。檸檬酸是清洗過程中使用最多的有機酸 它可以溶解氧化鐵-氧化銅等銹垢 其作用原理是一方面利用H十離子與堿性的金屬氧化物作用，另一方面是檸檬酸的絡(luò)合作用（檸檬酸是分析化學(xué)中常用的一種絡(luò)合 隱蔽劑）。它與鐵銹生成的檸檬酸鐵在水中溶解度小，所以在檸檬酸溶液中加入氨/俗稱氮化檸檬酸/這時它就通 過絡(luò)合作用生成溶解度很高的檸檬酸亞鐵鞍和檸檬酸高鐵錢復(fù)鹽而達到提高去除氧化鐵的效應(yīng)。其反應(yīng)過程為檸檬酸 與氨水反應(yīng)生成

9、檸檬酸單鞍鹽，再發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)。H3C6H5O7+NH3= NH4H2C6H5O7 （檸檬酸單錢鹽） 檸檬酸單飯與鐵的氧化物反應(yīng)生成檸檬酸亞鐵披和檸檬酸鐵鞍離子等易溶物質(zhì)而把銹垢溶解:NH4H2C6H507+FeO=NH4FeC6H5O7+H20檸檬酸亞鐵飲2NH4H2C6H5O7+Fe203= 2FeC6H5O7+3H20+2NH3檸檬酸鐵檸檬酸是一個三元酸，在水溶液中存在多級可逆電離平衡:由此可知在溶液中檸檬酸根（C6H5O7）3的濃度受溶液pH值的影響很大，pH值越大，溶液中檸檬酸根離子濃度也越大。而檸檬酸根離子對各種金屬離子的絡(luò)合能力是不同的，絡(luò)合能力越高所需檸檬酸根離子濃度越小，生成的

10、 絡(luò)離子也越穩(wěn)定。檸檬酸根離子對鐵離子的絡(luò)合能力比對銅離子絡(luò)合能力強，因此當(dāng)溶液中含有少量檸檬酸根離子時，即可發(fā)生把鐵離子隱蔽起來的絡(luò)合作用 而只有在pH值較高的堿性介質(zhì)中，電離產(chǎn)生的檸檬酸根離子較多時才能與銅離 子很好絡(luò)合。因此當(dāng)設(shè)備中同時存在鐵銹和銅銹瞞可以通過控制pH （加氨水）、使之等-f 3.5 使容易被絡(luò)合的鐵離子形成檸檬酸亞鐵飲和檸檬酸鐵而被去除，也防止溶度積很小的Fe (OH) 3淀產(chǎn)生 在鐵化合物被溶解去除之后再溺pH=9提高溶液中的檸檬酸根離子濃度以絡(luò)合銅離子而去除銅銹污垢。檸檬酸在化學(xué)清洗中常被用于去除鐵銹方主的銹垢清洗，為齟快清洗速度，縮短酸銃瓣間，常保持較高溫度，另外

11、，為防止酸對金屬的腐蝕還加入緩蝕劑。如在90 C, PH=3.5的3%檸檬酸錢溶液中加入0.1%的Lan-826緩蝕劑/碳鋼和合金鋼的腐蝕率都降到Imm/a以下。通常鍋爐用鹽酸清洗后，常用較稀的檸檬酸來漂洗以去除留下的鐵鹽，可以使清洗后胚金屬表面更容易進 行鈍化處理。由于檸檬酸單錢有一定酸性可以與碳酸鈣水垢反應(yīng)促；使其溶解，所以也司：以去除金屬面的水垢:由于檸檬酸清洗成本較高，工業(yè)上通常只用于輿氏體鋼材料或單純是鐵氧化物的銹垢剛設(shè)備清洗上。6 乙二胺四乙酸（EDTA）乙二胺四乙酸又稱乙底酸，康潑來宗H或軟水劑B 0乙二胺四乙酸的結(jié)構(gòu)式為：其分子中有六個可與金屬離子形成配位鍵的原子（兩個氨基氮原

12、子和四個竣基氧原子），它能與許多金屬離子形成穩(wěn)定而易溶于水的螯合物，因此可用于金屬化合物垢類的清洗。EDTA是一個四元酸，常用H4Y表示其分子式。它在水中分步電離形成H4Y、H3丫八H2丫2和丫4多種離子間的平衡。EDTA在溶液中以上述五種形式存在 在一定酸度下各種形式按一定數(shù)量比例分配。 時主要以H4丫形式存在，而在pH12時主要以y4-形式存在。如在醞pH2EDTA溶解去除金屬銹垢主要不是靠H+離子的溶解作用，而是靠Y4 離子的螯合作用。隘EDTA離子與一至四價金屬離子都是按 1:1的比例進行絡(luò)合在EDTA分子中兩個能形成配位鍵的原子（N和0）之間隔著兩個不E形成配位鍵的碳原子/因此它們與

13、金屬離子絡(luò)合時形成一個五元環(huán)，具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的絡(luò)合物6稱為螯合物。形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)越多/螯合物越穩(wěn)定。從上述結(jié)構(gòu)式可以看出當(dāng)EDTA與金屬卡離子絡(luò)合時共生成五個五元環(huán)。多個環(huán)狀結(jié)構(gòu)的螯合物被稱為稠環(huán)螯合物。它在水中難以解6離有較高的穩(wěn)定性。乙二胺四乙酸在室溫下水中溶解度是很小的，100g水僅能溶0 - 02gEDTA，為了加大其溶解度，清 洗溫度需提高至100C以上，所以通常使用在水：中溶解度較大的乙二胺四乙酸二鈉鹽NazHzY :把乙二胺四乙酸的鈉鹽也簡稱為EDTA ；（注意不要混淆）iEDTA對不同金屬離子螯合能力是不同的，對Fe3+離子的螯合能力要比對 82+ , Mg2+離子強，所以在較低

14、pH值溶液中游離的丫4-離子較少時即可把Fe3+完全螯合。 為防止溶液中Fe3+與0H-離子結(jié)合成Fe（0H）3沉淀要控制溶液pH值減少OH-離子濃度，所以一般溶解鐵銹垢時要 控制pHW舶堿性，使溶液中游離的丫4-離子濃度較大時才能完全去除碳酸鈣等水垢。由于EDTA水溶性差 實際工業(yè)生產(chǎn)中都是使其二鈉鹽，通過對鐵鈣、鎂、鋅、銅等離子的螯合作用實現(xiàn)清洗污垢。由于EDTA價格昂貴，用它清洗除垢生產(chǎn)成本高，通常只在不能使用鹽酸清洗的特殊場合才用。7 有機酸固體清洗劑 有機酸固體清洗劑是一種由有機酸、緩蝕劑及其他助劑組成的清洗劑。最常用的有機酸有檸檬酸(CA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、聚馬來酸(PM

15、A)、聚丙烯酸(PAA)、規(guī)基亞乙基二磷酸(HEDP)。在清洗過程中起主要作用的是有機酸。由于有機酸對金屬腐蝕性小、無毒、污染、無三廢排放、清洗時較安全，因此 國內(nèi)外貴重 工業(yè)設(shè)備如船舶-鐵路機車等鍋爐都采用有機固體清洗劑清洗清洗效果良好 只是價格較無機酸酸洗稍高。固體清洗劑適用于清洗碳酸鹽硫酸鹽、硅酸鹽等水垢及鐵銹，有較強的緩蝕作用。有機酸固體清洗劑在清洗中利用有機酸的氧化性、酸性和整合能力 配合表面活性劑、緩蝕劑的作用把附著在金屬表面的氧化層 污垢通過浸潤、滲透、剝離、螫合等作用而溶解分散到洗液中達到清洗的目的。8 有機麟酸可用作酸洗清洗劑的有機麟有疑基亞乙基二麟酸(HEDP)、氨基三甲基次麟酸(ATMP)、乙二胺四甲基次磷酸(EDTMP)。這些有機麟酸均有螯合金屬離子的作用。實際上是螯合清洗劑，如輕基亞乙基二麟酸，在水 中電離形成輕基亞乙基二磷酸根離子與多種金屬離子可形成整合物。HEDP有優(yōu)異的絡(luò)合能力及一定的緩蝕能力，它不但對Ca2+ - Mg2+ - Cu2+、Fe2+等金屬離子有很好的螯合能力/對CaS04 MgSiO3等無機鹽垢也有很好的整合清除作用。當(dāng)HEDP在水中濃度為1%5%時的除銹效果可與鹽酸相似，而且清洗后的金屬表面光潔，性能優(yōu)于鹽酸。表8 ?列出有機多元麟酸的分類