Passivation Inox avec acide citrique

[invite4287bc2e]

Bonjour,

Je suis étudiant en PT, je vous contacte pour mon TIPE. Je travaille en association avec une entreprise qui est ###supprimé par la modération ... es-tu sûr que cette entreprise t'autorise à publier ça ?###.
Mon objectif est de passiver de l'inox à l'aide de deux solutions: la première est l'acide nitrique et la seconde est l'acide citrique.

Dans un premier temps j'ai cherché les équations des réactions :
-pour l'acide nitrique:

8 HNO3 (aq) + 6 Cr (s) → 6 Cr(NO3) (s)+ 2 NO (g)+ 4 H2O (l)

Je n'en suis pas certain mais j'ai calculé Q et K° pour savoir le sens de la réaction.
D’après ces calculs on obtient que le sens de la réaction est de gauche à droite.

-pour l'acide citrique: je n'ai pas trouvé la réaction.

Mon objectif final est de pouvoir prévoir les temps de réaction des solutions.
Cependant les seules relations vu en cours avec la vitesse de réaction s'effectue avec des solutés et non des solides.
Serait-il possible de me guider dans mes recherches sur les équations et avoir des informations pour trouver la vitesse de réaction entre des solides et des solutés ?

Merci d'avance,
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[moco]

Bonsoir,

Ton équation souffre de plusieurs défauts :
1) Il n'existe pas de substance ayant Cr(NO3) pour formule. Par contre il existe Cr(NO3)3.
2) Ce nitrate de chrome existe, mais ce n'est pas un solide. C'est une substance soluble dans l'eau, comme tous les nitrates.
3) A ma connaissance, le chrome peut être attaqué par de l'acide nitrique, mais il ne forme pas de nitrate, mais l'oxyde Cr2O3, qui lui est insoluble.

Dans un tel cas, l'équation pourrait être : 2 Cr + 2 HNO3 --> Cr2O3 + H2O + 2 NO

Pour l'acide citrique, je ne vois pas de réaction possible, mais je ne suis pas un expert en passivation.

Pour finir, je dirais que ton projet va se heurter à une difficulté de principe : les vitesses de réaction des réactions de surface me paraissent impossibles à mesurer, que l'on parle de passivation ou d'autre type de réaction. Comment diable comptais-tu t'y prendre ?

[40CDV20]

Bjr,
On doit l'explication des couches protectrices d'oxydes métalliques aux travaux de Pilling et Bedworth. un petit retour peut être utile,...
https://www.researchgate.net/publica...tion_of_alloys
C'est l'élément chrome qui confère l’inoxydabilité aux aciers dits inox, il s'agit donc simplement de produire en surface un film continu et cohérent d'oxyde de chrome. L'essentiel des procédés industrialisés sont de classe chimique et se résument à une immersion, pulvérisation, application d'un gel thixo,...d'une solution d'oxacide sur un substrat préalablement décontaminé. En l'état de l'art, intégrant diverses considérations, c'est majoritairement une solution d'acide nitrique qui est appliquée. Pour comprendre ceci, il suffit d'examiner la courbe de polarisation e/I d'un acier inox, et "se trouver" entre la tension de Flade (eF) et la tension de rupture du film passif (er)
On ne peut pas trouver plus simple d'application et plus performant qu'HNO3, néanmoins, même à température ambiante c'est un acide "peu commode" à manier d'où une foultitude d'études visant à le remplacer. On peut citer, les dérivés du chlore (g), ClO-, ClO2-, ClO3-, ClO4-, avec des avantages et des inconvénients, HClO4 est un bon candidat mais également d'une manipulation délicate (voir diagramme de Frost), également H3PO4 et divers acides et composants oxygénés.
Ce procédé de passivation est industrialisé, il en résulte un protocole d'application stricte et bien entendu des opérations annexes de contrôle de décontamination et de formation et de performance des couches passivées (par ex. tests colorés au K2Fe[Fe(CN6)], mesure de l'impédance surfacique,...)
Cdt

[invite4287bc2e]

Je vous remercie pour ces réponses qui m’ont fourni beaucoup d’informations.
Sinon je pensais pouvoir passiver une forme simple, puis trouver le volume d’inox qui a été passivé à l’aide d’une analyse du métal. Par la suite j’étais bloqué par les calculs.
Bonne journée.

[A voir en vidéo sur Futura]

[40CDV20]

Bjr,
Il s'agit d'un film passif d'épaisseur réduite à quelques Ångström, il faut donc disposer d'équipements adaptés aux examens métallographiques pour son observation.
Ceci étant, cette passivation est et demeure une opération chimique fine où l'improvisation a peu de place. On a parlé rapidement du rôle du chrome, mais il faut également considérer les autres éléments d’addition (les inox sont des alliages ferreux fortement alliés). Si on s'attarde par ex. sur le nickel, on constate qu'il est également passivé par une solution nitrique concentrée ce qui va dans le bon sens, mais attaqué si la concentration d'HNO3 décroit. Et ainsi de suite,...
Cdt