Вода настолько хороша в растворении различных ионных соединений, что почти всегда содержит растворенные минералы. При правильных условиях ионы кальция и магния в воде могут соединяться с другими ионами с образованием нерастворимых осадков, называемых накипью. В некоторых обстоятельствах кислоты, такие как соляная кислота, могут быть наиболее подходящим лечением.
Образование накипи может быть проблемой для домовладельцев, но является еще более серьезной проблемой для промышленных предприятий.Функция
Более кислый рН способствует удержанию кальция и магния в растворе путем протонирования (отдачи ионов водорода) ионам, таким как карбонат и фосфат. Эти ионы могли бы иначе объединиться с ионами кальция и магния, чтобы сформировать масштаб. Более кислый рН помогает растворить шкалу по той же причине; когда карбонат или фосфат кальция растворяются в кислотном растворе, ионы фосфата или карбоната быстро получают протон из раствора, который по определению (являющийся кислотным раствором) имеет высокую концентрацию ионов водорода. Это смещает равновесие между твердым карбонатом или фосфатом кальция и кальцием в растворе - применение концепции химии, называемой принципом Ле-Шателье.
Кислотность
Соляная кислота является гораздо более сильной кислотой, чем фосфорная кислота. Это означает, что в растворе практически все молекулы соляной кислоты пожертвовали ион водорода молекуле воды, в то время как в растворе фосфорной кислоты только часть молекул фосфорной кислоты отдали свои ионы водорода. Следовательно, соляная кислота будет снижать рН раствора более резко, поэтому она будет оказывать большее влияние на накипь, чем фосфорная кислота.
Последствия
Фосфорная кислота имеет молекулярную формулу H3PO4. Если он теряет все три протона - как это происходит в щелочном растворе - оставшийся ион представляет собой фосфат-ион PO4 с зарядом -3. Ионы фосфата могут соединяться с ионами кальция с образованием фосфата кальция, очень нерастворимого соединения. Поскольку фосфорная кислота может повышать концентрацию фосфатов и является более слабой кислотой, она является менее эффективным средством для удаления накипи, чем соляная кислота. Соляная кислота или серная кислота чаще используются для удаления в промышленном масштабе.
Коррозия и Опасности
Растворы соляной кислоты более агрессивны, чем растворы фосфорной кислоты аналогичной концентрации. Это означает, что они могут с большей вероятностью повредить металлы, которые подвержены коррозии, поэтому, если вы имеете дело с поверхностями, которые могут легко подвергаться коррозии, вам следует выбрать другой метод обработки, кроме кислоты. Кроме того, соляная кислота является опасным химическим веществом. При попадании на кожу или в глаза соляная кислота может привести к серьезным травмам, а пары из концентрированной соляной кислоты также потенциально опасны. Если вы обеспокоены своей способностью безопасно работать с этим химическим веществом, вы можете обратиться к профессионалу за советом о том, как наилучшим образом решить вашу проблему с накипью.
