常用的有机酸

1、、清洗中常用的有机酸用于酸洗的有机酸很多，常用的有氨基磺酸、羟基乙酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸等，用有机酸酸 洗与元机 酸相比，成本比较高，需要在较高温度下操作，清洗耗费时间较长，这是它的缺点。但有机酸往往腐蚀性较小，有的 有机酸有螯合能力，可以用在设备不停车清洗上，所以有其特点和使用价值。1 -氨基磺酸氨基磺酸分子式为NH2S03H，元强酸。市售商品为固体，是由尿素和发烟硫酸反应得到的产 品，25C时密度为2.126g/cm3，熔点为205 f,在209 C开始分解。常温下只要保持干燥不与水接触，它 不吸潮是比较稳 定的，因而便于运输。氨基磺酸的水溶液酸性与盐酸、硫酸相似，因此又称固体硫酸。它具

2、有不挥发，无臭味，对人毒性极小的特点。但长时间与皮肤接触，或进入眼睛也是有害的，应注意避免。但当相对湿度大于70%时，氨基磺酸开始潮解，在高温下会水解生成硫酸鞍和硫酸氢钱：NH2SO3H+H2O=NH4HSO42NH4HSO4=(NH4)2SO4+H2504清洗温度一般要控制在60 C以下，以减少其水解。当温度超过130 C时，浓的氨基磺酸水溶液在密2E_qk上使用7% -闭容器中快速分解，并产生大量蒸气会引起爆炸，在使用中要引起注意。氨基磺酸的碱土金属盐有很好的溶解性，氨基磺酸与钙镁垢反应剧烈。通常10%浓度的氨基磺酸水溶液作清洗剂，在60 C以下温度除垢，一般在1 h内可将90%的钙镁垢转

3、变成可溶性氨基磺酸盐而去除。反应式为：CaC03 I- 2NH2S03H=Ca(NH2S03)2+H20+C02MgCO3+2NH2S03H=Mg(NH2SO3)2+H2O+QO2Mg(OH)2+2NH2S03H=Mg(NH2SO3)2+2H2O氨基磺酸水溶液对铁锈作用较慢，可添加一些氯化物如NaCI等，使之缓慢产生盐酸从而朋效地溶解铁锈。由于氨基磺酸盐的多数金属盐在水中溶解度较高不会在清洗液中产生沉淀。而氨硼酸对金属腐 蚀性小，所以常被用来清洗钢铁、铜、不锈钢、铝以及陶瓷等材料制造的设备表面上的铁锈和水垢。氨基 磺酸还是唯一可用做 镀锌金属表面清洗的酸。例如，用氨基磺酸去除船舶用锅炉中的水垢

4、，具体做法为先 配成由89%氨基磺酸、6%柠檬 酸及5%二乙基硼组成的固体；再配制成10%浓度的水溶液，在80 C温度 下处理。在10%氨基磺酸清洗液中加入队25 %缓蚀剂Lan-826，在60 C温度下清洗金属设备广缓蚀率达99.4%以90%氨基磺酸，5%6%柠檬酸，0.25%Lan-826缓蚀剂及消泡剂、指示剂配成的避酸性粉剂，使用时 制备成5%10%浓度的溶液，在60 C温度下对制药厂的多效蒸憎水机进行循环酸洗，去污效果好， 对设备腐蚀率低。实践证明，5%浓度上述清洗液在60 C时对各种材料的腐蚀率都很低。表8-6列出3%酸的水溶液的腐蚀数据相对比较值。表8-6 3%酸的水溶液的腐蚀数据

5、相对比较值（温度为22 C 2 C时）金属氨基磺酸04H2SHCI金属氨基磺酸04H2S101012.64.2锂12.2铸铁13.23.2铜11.5镀锌163.0很快腐蚀青铜11.5锡181.023.0黄铜14.030110.0很快腐蚀铅10.6钢腐蚀铁皮不锈HCI很快6.72.87.02 乙酸俗称醋酸，是一种二元有机弱酸，其熔点为16.7 C。纯的醋酸在低温下结晶成固体 所以又称为冰醋酸。常温下为五色有一定刺激性醋味的液体，与水、乙醇、乙醸都可以混溶。酚式电离平衡常数K =1.76X10-5(25 0)较弱的酸。由于醋酸对金属腐蚀性低 对人体毒害作用小 它的盐易溶于水所以适合清洗水 垢和铁锈

6、等腐蚀产物，特别是对黄铜和对晶呵腐蚀敏感的材料适合用乙酸清洗。对已严重腐蚀的15 - 7MPa以上高压锅炉清洗时比用盐酸贵全性好。3 羟基乙酸 其分子比乙酸多一个亲水的羟基，所以在水中的溶解性比乙酸更好 酸性比乙酸稍强 对锈垢的溶解能力也比乙酸大，而它对钢铁等金属基体的腐蚀性要比盐酸、硫酸小碍多十因此疑基乙基主要用于清 除超临界锅炉和其他 锅炉过热部分的四氧化三铁等氧化皮。国外通常用2%羟基乙酸和1 %甲酸酌混合液作清洗剂，在82-104 C温度下循环流动清洗，对铁锈和 氧化皮有较好的清洗效果。中国目前不生产羟基乙酸，所以使用较少。草酸是乙二酸的俗称。草酸是有机酸中较强的酸，是一种五色结晶状固

7、体，它的水溶液遇到强酸 会分解。 草酸也是一种有还原性的有机酸。草酸的很多盐是难溶于水的，如钙盐和镁盐，所以不宜在硬水中使用，草酸对铁锈有较好的溶解 力，因此 可用于去除锈垢，但对碳酸钙溶解力很差：这与生成的草酸钙不溶于水所以不能用它去除碳酸 钙水垢。草酸对金属有一定腐蚀作用 如钢铁在常温下能被草酸慢慢腐蚀 但在加热情况下会生成草酸铁 保护膜能阻止腐蚀的逬行；铝葆、铜、不锈钢等材料对草酸的耐蚀性较好 而锡 锌等金属在草酸稀 溶液的耐蚀性较好。H+离子作用外，往往凭借酸根离子page有机酸的酸性大都较弱它们的溶垢作用除了利用电离产生的有络合和螯合金属离子的作用，使除垢能力加强 如柠檬酸、乙二胺四

8、乙酸 草酸都有一定的螯合能力。柠檬酸又称枸椽酸，分子式为H3C6H5O7 H20，化学名称为3-羟基-3-竣基, 5戊二酸或Z羟基丙烷-1, 2， 3三竣酸，是富有柠檬的水果香味，易溶于水的晶体。柠檬酸是清洗过程中使用最多的有机酸 它可以溶解氧化铁-氧化铜等锈垢 其作用原理是一方面利用H十离子与碱性的金属氧化物作用，另一方面是柠檬酸的络合作用（柠檬酸是分析化学中常用的一种络合 隐蔽剂）。它与铁锈生成的柠檬酸铁在水中溶解度小，所以在柠檬酸溶液中加入氨/俗称氮化柠檬酸/这时它就通 过络合作用生成溶解度很高的柠檬酸亚铁鞍和柠檬酸高铁钱复盐而达到提高去除氧化铁的效应。其反应过程为柠檬酸 与氨水反应生成

9、柠檬酸单鞍盐，再发生络合反应。H3C6H5O7+NH3= NH4H2C6H5O7 （柠檬酸单钱盐） 柠檬酸单饭与铁的氧化物反应生成柠檬酸亚铁披和柠檬酸铁鞍离子等易溶物质而把锈垢溶解:NH4H2C6H507+FeO=NH4FeC6H5O7+H20柠檬酸亚铁饮2NH4H2C6H5O7+Fe203= 2FeC6H5O7+3H20+2NH3柠檬酸铁柠檬酸是一个三元酸，在水溶液中存在多级可逆电离平衡:由此可知在溶液中柠檬酸根（C6H5O7）3的浓度受溶液pH值的影响很大，pH值越大，溶液中柠檬酸根离子浓度也越大。而柠檬酸根离子对各种金属离子的络合能力是不同的，络合能力越高所需柠檬酸根离子浓度越小，生成的

10、 络离子也越稳定。柠檬酸根离子对铁离子的络合能力比对铜离子络合能力强，因此当溶液中含有少量柠檬酸根离子时，即可发生把铁离子隐蔽起来的络合作用 而只有在pH值较高的碱性介质中，电离产生的柠檬酸根离子较多时才能与铜离 子很好络合。因此当设备中同时存在铁锈和铜锈瞒可以通过控制pH （加氨水）、使之等-f 3.5 使容易被络合的铁离子形成柠檬酸亚铁饮和柠檬酸铁而被去除，也防止溶度积很小的Fe (OH) 3淀产生 在铁化合物被溶解去除之后再溺pH=9提高溶液中的柠檬酸根离子浓度以络合铜离子而去除铜锈污垢。柠檬酸在化学清洗中常被用于去除铁锈方主的锈垢清洗，为齟快清洗速度，缩短酸铳瓣间，常保持较高温度，另外

11、，为防止酸对金属的腐蚀还加入缓蚀剂。如在90 C, PH=3.5的3%柠檬酸钱溶液中加入0.1%的Lan-826缓蚀剂/碳钢和合金钢的腐蚀率都降到Imm/a以下。通常锅炉用盐酸清洗后，常用较稀的柠檬酸来漂洗以去除留下的铁盐，可以使清洗后胚金属表面更容易进 行钝化处理。由于柠檬酸单钱有一定酸性可以与碳酸钙水垢反应促；使其溶解，所以也司：以去除金属面的水垢:由于柠檬酸清洗成本较高，工业上通常只用于舆氏体钢材料或单纯是铁氧化物的锈垢刚设备清洗上。6 乙二胺四乙酸（EDTA）乙二胺四乙酸又称乙底酸，康泼来宗H或软水剂B 0乙二胺四乙酸的结构式为：其分子中有六个可与金属离子形成配位键的原子（两个氨基氮原

12、子和四个竣基氧原子），它能与许多金属离子形成稳定而易溶于水的螯合物，因此可用于金属化合物垢类的清洗。EDTA是一个四元酸，常用H4Y表示其分子式。它在水中分步电离形成H4Y、H3丫八H2丫2和丫4多种离子间的平衡。EDTA在溶液中以上述五种形式存在 在一定酸度下各种形式按一定数量比例分配。 时主要以H4丫形式存在，而在pH12时主要以y4-形式存在。如在酝pH2EDTA溶解去除金属锈垢主要不是靠H+离子的溶解作用，而是靠Y4 离子的螯合作用。隘EDTA离子与一至四价金属离子都是按 1:1的比例进行络合在EDTA分子中两个能形成配位键的原子（N和0）之间隔着两个不E形成配位键的碳原子/因此它们与

13、金属离子络合时形成一个五元环，具有环状结构的络合物6称为螯合物。形成的环状结构越多/螯合物越稳定。从上述结构式可以看出当EDTA与金属卡离子络合时共生成五个五元环。多个环状结构的螯合物被称为稠环螯合物。它在水中难以解6离有较高的稳定性。乙二胺四乙酸在室温下水中溶解度是很小的，100g水仅能溶0 - 02gEDTA，为了加大其溶解度，清 洗温度需提高至100C以上，所以通常使用在水：中溶解度较大的乙二胺四乙酸二钠盐NazHzY :把乙二胺四乙酸的钠盐也简称为EDTA ；（注意不要混淆）iEDTA对不同金属离子螯合能力是不同的，对Fe3+离子的螯合能力要比对 82+ , Mg2+离子强，所以在较低

14、pH值溶液中游离的丫4-离子较少时即可把Fe3+完全螯合。 为防止溶液中Fe3+与0H-离子结合成Fe（0H）3沉淀要控制溶液pH值减少OH-离子浓度，所以一般溶解铁锈垢时要 控制pHW舶碱性，使溶液中游离的丫4-离子浓度较大时才能完全去除碳酸钙等水垢。由于EDTA水溶性差 实际工业生产中都是使其二钠盐，通过对铁钙、镁、锌、铜等离子的螯合作用实现清洗污垢。由于EDTA价格昂贵，用它清洗除垢生产成本高，通常只在不能使用盐酸清洗的特殊场合才用。7 有机酸固体清洗剂 有机酸固体清洗剂是一种由有机酸、缓蚀剂及其他助剂组成的清洗剂。最常用的有机酸有柠檬酸(CA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、聚马来酸(PM

15、A)、聚丙烯酸(PAA)、規基亚乙基二磷酸(HEDP)。在清洗过程中起主要作用的是有机酸。由于有机酸对金属腐蚀性小、无毒、污染、无三废排放、清洗时较安全，因此 国内外贵重 工业设备如船舶-铁路机车等锅炉都采用有机固体清洗剂清洗清洗效果良好 只是价格较无机酸酸洗稍高。固体清洗剂适用于清洗碳酸盐硫酸盐、硅酸盐等水垢及铁锈，有较强的缓蚀作用。有机酸固体清洗剂在清洗中利用有机酸的氧化性、酸性和整合能力 配合表面活性剂、缓蚀剂的作用把附着在金属表面的氧化层 污垢通过浸润、渗透、剥离、螫合等作用而溶解分散到洗液中达到清洗的目的。8 有机麟酸可用作酸洗清洗剂的有机麟有疑基亚乙基二麟酸(HEDP)、氨基三甲基次麟酸(ATMP)、乙二胺四甲基次磷酸(EDTMP)。这些有机麟酸均有螯合金属离子的作用。实际上是螯合清洗剂，如轻基亚乙基二麟酸，在水 中电离形成轻基亚乙基二磷酸根离子与多种金属离子可形成整合物。HEDP有优异的络合能力及一定的缓蚀能力，它不但对Ca2+ - Mg2+ - Cu2+、Fe2+等金属离子有很好的螯合能力/对CaS04 MgSiO3等无机盐垢也有很好的整合清除作用。当HEDP在水中浓度为1%5%时的除锈效果可与盐酸相似，而且清洗后的金属表面光洁，性能优于盐酸。表8 ?列出有机多元麟酸的分类