Proč v titanovém ponorném ohřívači pro 20% roztok persíranu sodného při 50 stupních způsobuje persíranový ion vyšší rychlost koroze (0,2 mm/rok) než ekvivalentní koncentrace peroxidu vodíku (0,05 mm/rok), přestože oba jsou silnými oxidačními činidly?

Rychlost koroze titanu stupně 2 ve 20% persíranu sodném při 50 stupních je 0,15-0,30 mm/rok. Při stejné teplotě je rychlost koroze v 20% peroxidu vodíku 0,03-0,08 mm/rok. Rychlost je vyšší u persíranu, protože má vyšší redukční potenciál (2,01 V) než H2O2 (1,78 V). Vyšší potenciál tlačí titan dále do transpasivní oblasti, kde se pasivní film rozpouští rychleji. Také produkty degradace persíranů (sulfátové radikály) jsou aktivnější než hydroxylové radikály z H2O2.

Mechanismus persulfátové agresivity

S₂O₈²⁻ + 2e⁻ → 2SO₄²⁻ (E stupeň=2.01 V) Redukce persíranu. Redukce peroxidu vodíku: E stupeň=1.78 V H2O2 + 2H + + 2e- → 2H2O Smíšený potenciál titanu v persíranu je 1,6-1,8 V a v H2O2 je 1,3-1,5 V. Transpasivní rozpouštěcí proud roste exponenciálně s potenciálem. Korozní poměr (persíran/H2O2) je 3–6×.

Kvantitativní srovnání rychlosti koroze

Oxidátor Koncentrace % Teplotní stupeň Rychlost koroze mm/rok
H 2 O 2 20 50 0.03-0.08
Na₂S₂O₈ 5 50 0.10-0.20
Na2S2O8 10 50 0.15-0.25
Na 2 S 2 O 8 20 50 0.20-0.35 Průvodce výběrem materiálu

Koncentrace persíranu (%) Doporučený materiál Očekávaná rychlost koroze (mm/rok)
<5 Grade 7 titanium 0.05-0.10 5-10 PTFE-coated titanium <0.01 >10 Tantal 0,01
Detailní informace s dostupnými fakty

Vyhněte se nepotaženému titanu pro roztoky persíranů s koncentrací vyšší než 5 %. Použijte titan nebo tantal s PTFE povlakem. S vědomím, že síla oxidačního činidla je vyšší, technik zvolí vhodné materiály.