Электрохимические и химические методы декоративной обработки алюминия и его сплавов (стр. 2 )

По таблице 3 находим, что плотности 1,84 г/см3 соответствует кислота с содержанием 97% H2SO4. Вычислим количество исходной кислоты и воды, требующихся для получения1000 мл раствора H2SO4. Масса этого раствора составит

1000·1,395 = 1395 г,

а содержание в растворе H2SO4 будет равно

Вычислим, в каком объеме исходной 97%-ной H2SO4 содержится 698 г H2SO4:

2.  Тщательная промывка в холодной воде.

3.  Химическая полировка в растворе, приведенном в таблице 2.

2.2. Свойства компонентов раствора для зеркального химического полирования технически чистого алюминия

2.2.1. Кислота ортофосфорная

Ортофосфорную кислоту H3PO4 чаще называют фосфорной кислотой. В стандартных условиях ортофосфорная кислота представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы. При температуре выше 213 °C она превращается в пирофосфорную кислоту H4P2O7. Очень хорошо растворима в воде. Обычно ортофосфорной кислотой называют 85 %-ный водный раствор (бесцветная сиропообразная жидкость без запаха). Растворима также в этаноле и других растворителях. Фосфорная кислота смешивается с водой в любых соотношениях. Разбавленные водные растворы имеют кисловатый вкус.

Из высококонцентрированных растворов кристаллизуется в виде гемигидрата (полугидрата) H3PO4·0,5H2O - бесцветные кристаллы моноклинной сингонии. Молекула безводной H3PO4 и ее кристаллогидрата содержит тетраэдрическую группу PO4.

Кислота фосфорная экстракционная упаренная осветленная производится по ТУ 2143-002-34179766-97. Это прозрачная бесцветная жидкость, слабо желтого или желтого цвета со слабым запахом. Неограниченно растворима в воде, образует растворы любых концентраций. Пожаро- и взрывобезопасна. Экстракционной кислота названа по способу получения. Это более экономичный способ, основанный на разложении природных фосфатов кислотами (в основном серной, в меньшей степени азотной и незначительно соляной). Экстракционная ортофосфорная кислота – важный полупродукт для производства удобрений, технических реактивов и солей, используется при синтезе органических продуктов, в производстве активированного угля, для создания на металлах защитных покрытий, при изготовлении тканей с огнезащитной пропиткой, в средствах бытовой химии.

2.2.2. Кислота азотная

Азотная кислота HNO3 имеет температуру плавления -41,6˚С, температуру кипения 82,6˚С (с разложением); с водой смешивается во всех соотношениях и образует азеотроп (68,4% по массе HNO3; температура кипения 121,9˚С). Образует кристаллогидраты. Сильная одноосновная кислота. Окислитель. Получение: окислением NH3 кислородом воздуха при 750˚С или при 875 … 900˚С и повышенном давлении в присутствии платинового катализатора с дальнейшим окислением образовавшегося NO до NO2 и абсорбцией последнего водой; окислением атмосферного N2 с последующим поглощением его оксидов водой; в лаборатории – разложением нитритов серной кислотой. Выпускается 97 … 98%-ная, 58 … 60%-ная и 47%-ная (по массе) азотная кислота. Применяется: для производства азотных и комплексных удобрений, серной кислоты, фосфорной кислоты, взрывчатых веществ, красителей и др.; как компонент нитрующей смеси (с H2SO4); для травления и растворения металлов в металлургии.

Выпуск азотной кислоты широко освоен промышленностью. По ГОСТ 701 выпускается кислота азотная концентрированная марок А и Б; по ГОСТ 11125 – кислота азотная особой чистоты (ос. ч.); по ГОСТ 4461 – кислота азотная квалификации х. ч., ч. д.а., ч.; по ГОСТ Р 53789-2010 – кислота азотная неконцентрированная; по ТУ 113-03-18039899-002-94 – кислота азотная техническая.

2.2.3. Кислота серная

Серная кислота H2SO4 имеет температуру плавления 10,3˚С, температуру кипения 296,2˚С (с разложением); плотность 1,9203 г/см3; растворима в воде. Сильная кислота. Образует моно-, ди - и тетрагидраты; растворяет SO3, образуя олеум; окисляет многие металлы и неметаллы, HBr, HI и др. Получение: контактный способ – окислением SO2 до SO3 кислородом при 440˚С в присутствии V2O5 с последующим растворением SO3 в 20%-ном олеуме и 98,3%-ной H2SO4; нитрозный или башенный способ (устаревшее название – камерный) – окислением SO2 диоксидом азота, растворенным в H2SO4.

Применение: в производстве удобрений, минеральных кислот, солей; для получения дмообразующих и взрывчатых веществ, эфира, этанола, изооктана, капролактама и др.; компонент нитрующих смесей; сульфирующий агент при получении многих красителей, лекарственных средств и др.; для очистки нефтепродуктов, травления металлов, разложения комплексных руд; в гидрометаллургии урана, циркония, меди, никеля и др. металлов; электролит в свинцовых аккумуляторах.

Вызывает тяжелые ожоги кожи, пары поражают слизистые оболочки и легкие (ПДК паров 1 мг/м3).

Марки серной кислоты: ГОСТ 4204 – кислота серная реактивная (х. ч., ч. д.а., ч.); ГОСТ 2184 – кислота серная техническая (контактная улучшенная; контактная техническая 1-го сорта; контактная техническая 2-го сорта; олеум улучшенный; олеум технический; кислота серная башенная; кислота серная регенерированная); ГОСТ 667 – кислота серная аккумуляторная; ГОСТ 1422 – кислота серная особой чистоты (ос. ч.).

2.2.4. Меди сульфат

Сульфат меди выпускается в виде кристаллогидрата CuSO4·5H2O под названиями: ГОСТ 19347 – купорос медный (марка А, высший сорт - содержит не менее 25,22% медного купороса в пересчете на медь; марка А, первый сорт – содержит не менее 24,94% медного купороса в пересчете на медь; марка Б, высший сорт - содержит не менее 24,97% медного купороса в пересчете на медь; марка Б, первый сорт - содержит не менее 24,43% медного купороса в пересчете на медь; марка Б, второй сорт - содержит не менее 23,67% медного купороса в пересчете на медь); ГОСТ 4165 – медь (II) сернокислая 5-водная (квалификаций х. ч., ч. д.а. и ч.).

Для этого готовится водный, насыщенный при 20°С раствор сульфата меди (вода используются только бидистиллированная). В него добавляют перекись водорода в количестве 2-3 мл 30%-ного раствора на 1 литр, перемешивают, вносят свежеосаждённый основной карбонат меди в количестве 3 … 5 грамм, нагревают и кипятят 10 минут для разложения H2O2.

Затем раствор охлаждают до 30 … 35 °С, фильтруют и приливают 15 мл 3%-ного раствора диэтилдитиокарбамата натрия и выдерживают на мешалке три-четыре часа, не понижая температуры. Далее раствор быстро процеживают от крупных хлопьев комплексов и вносят активированный уголь БАУ-А на полчаса при перемешивании. Затем раствор следует отфильтровать вакуумным методом.

Дальше в раствор CuSO4 приливают на 1 л около 200 мл насыщенного раствора NaCl квалификации ч. и вносят чистый алюминий в виде проволоки до полного прохождения реакции, выделения меди и просветления раствора (при этом выделяется водород). Выделенную медь отделяют от алюминия взбалтыванием, осадок промывают декантацией сперва водой, затем заливают горячим 5 … 10% раствором соляной кислоты х. ч. при взбалтывании в течение часа и постоянным подогревом до 70 … 80°С, затем промывают водой и заливают 10 … 15%-ной серной кислотой (о. с.ч. 20-4) на один час с подогревом при том же интервале температур. От степени и тщательности промывания кислотами, а также квалификации применяемых далее реактивов, зависит чистота дальнейших продуктов.

После промывки кислотами медь снова моют водой и растворяют в 15 …20%-ной серной кислоте (о. с.ч. 20-4) без её большого избытка с добавлением перекиси водорода (о. с.ч. 15-3). После прохождения реакции полученный кислый раствор сульфата меди кипятят для разложения избытка перекиси водорода и нейтрализуют до полного растворения вначале выпавшего осадка перегнанным 25%-ным раствором аммиака (о. с.ч. 25-5) или приливают раствор карбоната аммония, очищенного комплексно-адсорбционным методом до особо чистого.

В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E519. Используется как фиксатор окраски и консервант.

В пунктах скупки лома цветных металлов раствор медного купороса применяется для выявления цинка, марганца и магния в алюминиевых сплавах и нержавейке. При выявлении этих металлов появляются красные пятна.

Сульфат меди (II) является соединением с умеренной токсичностью и относится к классу опасности 4 (малоопасное вещество). Смертельная доза медного купороса составляет от 45 до 125 граммов для взрослого человека перорально (при проглатывании), в зависимости от массы, состояния здоровья, иммунитета к избытку меди и от других факторов. Острое отравление становится заметным при разовом потреблении более 0,5 г соединения внутрь (т. н. токсическая доза). Токсикология при поступлении аэрозолей через легкие более сложна.

Попадание на кожу сухого вещества безопасно, но его необходимо смыть. Аналогично при попадании растворов и увлажненного твердого вещества. При попадании в глаза необходимо обильно промыть их проточной водой (слабой струей). При попадании в желудочно-кишечный тракт твердого вещества или концентрированных растворов необходимо промыть желудок пострадавшего 0,1 % раствором марганцовки, дать выпить пострадавшему солевое слабительное — сульфат магния 1-2 ложки, вызвать рвоту, дать мочегонное. Кроме того, попадание в рот и ЖКТ безводного вещества может вызвать термические ожоги. Очень слабые растворы сульфата меди действуют как сильное рвотное средство и иногда применяются для вызова рвоты, когда под рукой нет более эффективных средств.