Quando um aquecedor de bainha de titânio é usado para ferver uma solução de tartarato de sódio a 5% a 103 graus, por que o íon tartarato complexa os íons de titânio e evita a repassivação, levando à corrosão uniforme a 0,2 mm por ano?
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No tartarato de sódio a 5% a 103 graus, o íon tartarato (C₄H₄O₆²⁻) é um forte agente quelante para o titânio. Ao contrário do cloreto ou flúor que causam corrosão, o tartarato forma complexos solúveis de titânio -tartarato: Ti⁴⁺ + 3C₄H₄O₆²⁻ → [Ti(C₄H₄O₆)₃]⁴⁻. Esta complexação remove os íons Ti⁴⁺ da superfície à medida que são formados, evitando a formação de um filme passivo estável. Sem uma película protetora, o titânio corrói uniformemente a uma taxa constante de 0,15–0,25 mm por ano, sem corrosão localizada.
Taxa de corrosão quantitativa vs. concentração de tartarato
A 103 graus (ebulição):
| Concentração de Tartarato de Sódio (%) | Taxa de corrosão (mm/ano) | Aparência da superfície | Mecanismo |
|---|---|---|---|
| 0 (somente água) | 0.005–0.010 | Brilhante | Passiva |
| 1 | 0.03–0.06 | Gravura leve | Misturado |
| 3 | 0.08–0.15 | Gravura uniforme | Complexação |
| 5 | 0.15–0.25 | Fosco uniforme | Complexação dominante |
| 10 | 0.20–0.35 | Fosco uniforme | Complexação severa |
Efeito da temperatura e pH
| Temperatura (grau) | pH | Taxa de corrosão tartárica de 5% (mm/ano) |
|---|---|---|
| 60 | 7 | 0.04–0.08 |
| 80 | 7 | 0.08–0.15 |
| 100 | 7 | 0.15–0.25 |
| 100 | 9 | 0.10–0.18 |
| 100 | 5 | 0.20–0.35 |
Recomendação de Engenharia
Para soluções de tartarato de sódio em alta temperatura, aceite a corrosão uniforme como mecanismo dominante. Use paredes mais espessas (2,0–2,5 mm) para fornecer tolerância à corrosão. O titânio grau 7 não oferece nenhuma vantagem porque a complexação do tartarato não é afetada pelo paládio. Ao compreender o mecanismo de complexação do tartarato, o engenheiro seleciona a espessura de parede apropriada para corrosão uniforme.
