Technical Bulletin - vecom.de

1 Technical Bulletins via Internet: , Documentatie. Oder sehe , News Laufende Nummer: PRD 2004/09 Mai 2004 Reinigung von Metallen mit Hilfe saurer Reinigungsmittel Wie wir in den vorigen Technical Bulletins bereits berichtet haben, werden saure Reinigungsmittel in erster Linie zur Entfernung anorganischer Substanzen wie beispielsweise Kalkanschlag, Rost usw.

2 Verwendet. Zudem gelangen saure Reinigungsmittel beim Beizen von Edelstahl zum Einsatz. Die im Einzelfall geeignete S ure richtet sich nach dem Untergrund und der Art der Verunreinigung. In diesem Technical Bulletin gehen wir etwas genauer auf die Theorie ein, auf der die Anwendung der einzelnen sauren Reinigungsmittel im Lieferprogramm der vecom -Gruppe beruht. S uregrad oder pH-Wert Das Wassermolek l (H2O) ist ein besonderes Molek l. Eigentlich w re die Schreibweise H-OH besser.

3 Ein solches Wassermolek l besteht n mlich aus zwei elektrisch geladenen Teilchen (Ionen): H+ und OH-. Das positive Teilchen (H+-ion) ist sauer, w hrend das negative Teilchen (OH--Ion) einen alkalischen oder basischen Charakter besitzt. Reines Wasser enth lt genau die gleichen Anteile dieser beiden Teilchen. Die L sung ist somit elektrisch neutral. Der pH - Wert ist definiert als der negative Logarithmus der H+ -Ionenkonzentration. In reinem Wasser wird von Molek len nur ein Wassermolek l auseinanderfallen, das entspricht einem Anteil von 0,0000001 (10-7).

4 Reines Wasser besitzt somit einen pH - Wert von 7. In einer S ure mit einem pH- Wert von 3 betr gt die H+-Ionenkonzentration also 10-3. In diesem Fall entsteht ein H+-Ion auf jeweils Wassermolek le. Die pH Werte einiger bekannter Stoffe: Batteries ure 0 Magens ure 1 Zitronens ure 2 Essig 2,5 Coca-Cola 3,6 Wein 3,9 Tomatensaft 4 Schwarzer Kaffee 5 Milch 6,5 Reines Wasser 7,0 Blut 7.

5 4 Meerwasser 8,5 Soda-L sung 8,7 Haarshampoo 9,8 Haushaltsammoniak 11 Bleichwasser 12,5 Die geeignete S ure Die Art der gew hlten S ure sowie die Zugabe eventueller Additive richten sich im Einzelfall nach dem zu reinigenden Untergrund, der Art und dem Ausma der Verunreinigung. Generell gilt, dass starke S uren wie beispielsweise Salzs ure (HCl), Salpeters ure (HNO3), Schwefels ure (H2SO4) und in weniger starkem Ausma auch Phosphors ure (H3PO4) nicht ohne weiteres f r Leichtmetalle wie Aluminium, Zink, Kupfer und Nickel geeignet sind.

6 Diese Metalle l sen sich n mlich mit relativ heftiger Reaktion in einem stark sauren Medium auf und setzen dabei gasf rmigen Wasserstoff frei. Dieser kann dann mit dem (in der Luft enthaltenen!) Sauerstoff eine explosive Mischung bilden. In diesem Fall k nnen geeignete Korrosionshemmer, h ufig komplexe organische Amine, hinzugef gt werden, um das Problem zu beheben. Starke S uren werden generell zu industriellen Reinigungszwecken verwendet. Schwache S uren wie Zitronens ure, Ameisens ure und Sulfamins ure hingegen eignen sich durchaus f r Metalle wie Aluminium, Zink, Kupfer und Nickel.

7 Zwar werden diese Metalle auch von den S uren angegriffen, aber viel weniger heftig. Auch im Umgang sind diese S uren angenehmer zu handhaben. Daher gelangen schwache S uren in erster Linie zur Reinigung im institutionellen Sektor zum Einsatz. Technical Bulletin Acidic Neutral Alkaline Strong acid Weak acid Weak alkaliStrong alkali Seite 2 TB PRD 2004/09 Einige Reaktionen von Metallen und S uren Die S ureeigenschaften k nnen zur Entfernung bestimmter Verunreinigungen wie beispielsweise Rost (Eisenoxide) verwendet werden.

8 Bei dieser Reaktion wird Eisenoxid zu einem l slichen Eisenion und Wasser umgesetzt. Fe2O3 + 6 H+ 2 Fe3+ + 3 H2O Rost S ure Eisenion Wasser Der Nachteil liegt darin, dass die S ure nicht nur die genannte Reaktion eingeht, sondern auch mit der Metalloberfl che selbst reagiert. Durch diese Reaktion wird das Metall angegriffen (Korrosion). Bei der Reaktion einer S ure mit einem Metall wird Wasserstoffgas gebildet, und an der Oberfl che entstehen sichtbare Gasblasen.

9 Dieses Wasserstoffgas reagiert ebenfalls mit dem Metall, das nennt man Wasserstoff-Verspr dung. Fe + 2H+ Fe2+ + H2 ( ) Eisen S ure Eisenion Wasserstoffgas Die unerw nschte Nebenreaktion der S uren kann durch Beizinhibitoren stark abgeschw cht werden, wenn diese der S urel sung hinzugef gt werden. Inhibitoren bestehen in vielen F llen aus organischem Stickstoff und / oder Schwefelverbindungen sowie oberfl chenaktiven Substanzen. Diese sorgen f r eine gute Befeuchtung der Oberfl che.

10 Dadurch erfolgt ein gleichm igerer Angriff, der vor lokaler Korrosion sch tzt. Die Wirkweise des Inhibitors beinhaltet die Bildung einer d nnen Filmschicht an der Metalloberfl che. Aufgrund der Tatsache, dass die Metalloberfl che leicht elektrisch geladen ist, k nnen polare organische Stoffe (Inhibitoren) angezogen werden und auf diese Weise eine Schutzschicht bilden. Leider handelt es sich bei den Inhibitoren um sehr spezifische, f r eine bestimmte S ure konzipierten Wirkstoff; und nicht jeder Inhibitor sch tzt jedes Metall.