[科普中国]-铁锈应该如何去除

钢铁制品的腐蚀过程是一系类复杂的化学反应过程。钢铁由铁、碳等元素组成，铁与空气中的氧气、水等发生化学反应而被腐蚀。铁锈不但会影响钢铁制品的质量，还会影响焊接、喷漆等工艺操作。除此之外，铁锈（主要成分Fe2O3·nH2O）表面疏松多孔，不能阻碍内部的铁与氧气、水蒸气等接触，如不及时处理，最终会导致钢铁全部被腐蚀。

你知道应如何除去铁表面的锈迹吗？

常用的除铁锈方法可以分为物理方法和化学方法两类。物理方法主要是利用打磨的方式除去铁锈，例如用砂纸、砂轮、钢丝刷、钢丝球等进行打磨。化学方法主要是利用酸与铁锈发生化学反应，从而达到除锈的目的。

生活中常见的除锈剂主要成分为盐酸、稀硫酸，它们能与氧化铁反应，反应原理为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、 Fe2O3+ 3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。除锈剂沿着锈层和杂质层的裂痕渗透至钢铁制品表面，对锈层和杂质层产生溶解、剥落作用，从而使锈层、杂质和氧化皮从钢铁制品表面脱落。但是酸具有一定的腐蚀性，因此，在除锈时需要身穿防护服。另外，酸与铁会产生氢气，遇明火会发生爆炸，所以，除锈操作时需要禁止烟火。

盐酸、稀硫酸都能与氧化铁反应，选择哪种酸进行工业除锈更好呢？在选择时主要考虑四个因素：除锈效果、酸的生产成本、酸的运输储存、使用安全环保。

盐酸、硫酸哪一个除锈能力强？我们将带锈的铁钉分别放置于等体积、等氢离子浓度的盐酸和硫酸中，最后发现盐酸的除锈效果更好。通过实验也可说明当其它条件相同时，稀硫酸与金属氧化物的反应速率比盐酸慢。

那么从生产、运输以及安全使用方面比较，盐酸、硫酸哪一个更占优势？盐酸的工业制备是通过电解饱和食盐水先得到氢气和氯气，两种气体反应后生成氯化氢气体，经过水吸收形成了盐酸，氯化氢气体并不能无限制地溶解在水中，因此浓盐酸的溶质质量分数最多在37%左右。而硫酸是通过高温煅烧硫铁矿先制得二氧化硫，二氧化硫与氧气反应后生成三氧化硫，三氧化硫被浓硫酸吸收成为焦硫酸，焦硫酸加水转成硫酸。因此，从原料、制备过程以及对环境的影响上，盐酸优于硫酸。浓盐酸需要密封储存在玻璃瓶或塑料桶中，运输则需要内部衬有橡胶的特制钢罐车。浓硫酸的质量分数最高可以达到98%，它的储存与运输都可以用钢制或铝制的容器。在这方面，硫酸强于盐酸。

溶质质量分数较大的盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体对人体有强烈的刺激和腐蚀作用，而溶质质量分数低的盐酸却相对比较稳定。浓硫酸在使用前需要进行稀释，稀释会产生大量的热，容易造成烫伤，并且浓硫酸的腐蚀性要远强于浓盐酸。由此可以看出盐酸的使用较为安全。

根据以上信息，显然盐酸的除锈效果更好，成本更低，使用更加安全。

另外，在化学实验室中我们还可以自制相对比较环保的除锈剂。第一步，先将柠檬酸18g、糊精0.8g、钼酸钠3g、磷酸1.1g和水60g放入混合罐内，室温下匀速搅拌30 min。第二步，在混合溶液中加入甘油8g，室温下匀速搅拌10 min，搅拌转速为25 r/min。第三步，在混合溶液中加入添加剂碘化钠0.06g，室温下匀速搅拌30min，搅拌转速为25r/min。

用柠檬酸代替盐酸、稀硫酸可以解决目前除锈剂污染环境的弊端，甘油可以加强除锈剂在金属表面的附着性能。而且这种除锈剂除了除锈功能外，还具有防锈功能。

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