KWALIFIKACJA CHM2 - PAŹDZIERNIK 2013

PYTANIE NR 1.
Rozcieńczanie kwasu siarkowego (do 65%) przeprowadza się w zbiorniku wyłożonym blachą
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Ołów jest klasycznym materiałem na wykładziny/okładziny aparatów mających kontakt z kwasem siarkowym w określonych zakresach stężeń, ponieważ wykazuje dobrą odporność korozyjną dzięki tworzeniu się warstwy ochronnej. Magnez reaguje gwałtownie z kwasami, a stale (węglowa i nierdzewna) mogą ulegać intensywnej korozji w H2SO4.

Pełne wyjaśnienie:

W operacjach rozcieńczania kwasu siarkowego dobór materiału zbiornika (lub jego wykładziny) jest kluczowy, ponieważ agresywność H2SO4 silnie zależy od stężenia, temperatury i warunków procesu (napowietrzenie, zanieczyszczenia, prędkość przepływu).

Odpowiedź "z ołowiu" jest właściwa, ponieważ ołów należy do materiałów tradycyjnie stosowanych jako wykładzina/okładzina w aparaturze dla kwasu siarkowego w określonych zakresach stężeń. W praktyce odporność ta wiąże się z tworzeniem się warstw ochronnych na powierzchni metalu, co ogranicza szybkość dalszego niszczenia.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują?

  • "z magnezu" – magnez jest metalem bardzo reaktywnym chemicznie; w kontakcie z kwasami łatwo się rozpuszcza, co prowadzi do szybkiego zniszczenia elementu i potencjalnego wydzielania gazu. Nie jest to typowy materiał konstrukcyjny zbiorników do H2SO4.
  • "ze stali węglowej" – stal węglowa w środowiskach kwasowych często koroduje intensywnie, zwłaszcza gdy nie ma warunków do stabilnej pasywacji. Użycie jej bez odpowiedniej ochrony materiałowej jest ryzykowne w operacjach z H2SO4.
  • "ze stali nierdzewnej" – stale nierdzewne kojarzą się z wysoką odpornością, ale ich zachowanie w H2SO4 jest silnie zależne od warunków; w wielu przypadkach mogą ulegać korozji (np. ogólnej lub wżerowej) i nie stanowią "domyślnego" wyboru do rozcieńczania kwasu siarkowego w podanym ujęciu.

Wskazówka egzaminacyjna: w pytaniach o H2SO4 zawsze myśl o stężeniu i temperaturze. Ten sam materiał może być dobry w jednym zakresie stężeń, a nieakceptowalny w innym. W praktyce przemysłowej decyzję potwierdza się tablicami kompatybilności i wymaganiami technologicznymi instalacji.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Wykładzina to warstwa materiału odpornego chemicznie, która oddziela medium procesowe od konstrukcji nośnej zbiornika. Ma ograniczać korozję, zanieczyszczenie produktu i awarie. Może być metaliczna (np. blacha) lub niemetaliczna (np. tworzywa), zależnie od medium.
Agresywność kwasu siarkowego nie rośnie liniowo ze stężeniem. W różnych zakresach stężeń mogą dominować inne mechanizmy korozji i inne zjawiska ochronne. Dlatego materiał, który działa w jednym stężeniu, może szybko ulec zniszczeniu w innym.
Korozja może prowadzić do rozszczelnienia i wycieku, co stwarza ryzyko poparzeń chemicznych i skażenia. Dodatkowo produkty korozji mogą zanieczyszczać roztwór i zaburzać proces. W skrajnych przypadkach reakcje metalu z kwasem mogą powodować wydzielanie gazów.
Nie. "Nierdzewna" nie oznacza odporności na każde środowisko. Odporność zależy od gatunku stali, temperatury, stężenia kwasu, obecności chlorków i napowietrzenia. W części środowisk kwasowych stal nierdzewna może korodować szybko mimo nazwy.
Magnez jest metalem bardzo reaktywnym i łatwo reaguje z kwasami, co powoduje szybkie roztwarzanie materiału. Skutkiem jest gwałtowna utrata grubości ścianki, możliwość nieszczelności oraz ryzyko powstawania gazów w reakcji. To czyni go niepraktycznym i niebezpiecznym wyborem.
Typowe sygnały to zmiana barwy/wykwity na powierzchni, wzrost częstości przecieków na połączeniach, nienormalne osady w produkcie, spadek grubości w pomiarach UT oraz konieczność częstszych napraw. Kluczowe są regularne inspekcje i porównywanie wyników z poprzednimi przeglądami.
Często wybiera się materiał "na skróty" (np. stal nierdzewna, bo brzmi najlepiej) bez uwzględnienia medium i stężenia. Inny błąd to mylenie odporności na różne kwasy lub przenoszenie wiedzy z instalacji wodnych na instalacje kwasowe. Warto kojarzyć materiał zawsze z konkretnym środowiskiem.
Minimalny zestaw to: rodzaj substancji (tu H2SO4), stężenie, temperatura pracy, obecność zanieczyszczeń i tlenu, warunki przepływu/mieszania oraz wymagania czystości produktu. Na tej podstawie korzysta się z tablic kompatybilności i zaleceń producentów materiałów/wyłożeń.
Wykładzinę stosuje się, gdy konstrukcja nośna ma zapewnić wytrzymałość i koszt, a tylko warstwa kontaktowa ma być odporna chemicznie. To częste przy agresywnych mediach, bo pozwala łączyć ekonomię (tańszy korpus) z odpornością (droższa warstwa ochronna) i ułatwia remonty.
Ucz się schematem: medium → stężenie → temperatura → materiał. Przejrzyj tablice odporności chemicznej dla najczęstszych kwasów i zasad oraz typowe materiały aparatury (stal, stal nierdzewna, tworzywa, wykładziny). Trenuj też rozpoznawanie, kiedy potrzebna jest wykładzina, a kiedy wystarczy standardowy materiał.
info

Statystycznie 49% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Według specjalistów z branży: "Magnez reaguje gwałtownie z kwasami, a stale (węglowa i nierdzewna) mogą ulegać intensywnej korozji w H2SO4."

Źródła:

  • Perry's Chemical Engineers' Handbook, rozdział "Materials of Construction / Corrosion" (tabele/omówienia odporności materiałów na kwas siarkowy), wydanie zależne od dostępnej wersji
  • ASM Handbook, Volume 13: Corrosion, hasła dotyczące zachowania metali w środowiskach kwasowych oraz dane dla H2SO4 (materiały konstrukcyjne, w tym ołów)
  • NACE (AMPP) Corrosion Data Survey / Corrosion tables, sekcje dotyczące odporności materiałów na kwas siarkowy (H2SO4) i doboru materiałów

Materiały:

  • Podręczniki do "materiałoznawstwa chemicznego" i "aparatury przemysłu chemicznego" (rozdziały o doborze materiałów)
  • Tablice kompatybilności chemicznej (corrosion/chemical resistance charts) dla H2SO4
  • Materiały producentów wykładzin i wyłożeń zbiorników (karty odporności chemicznej)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego