КОН vs. нержавейка ASI316L. Кто кого?

[Magic Methyl]

Коллеги, здравствуйте

Возникла необходимость длительного кипячения образца с крепким водно-спиртовым раствором КОН.
- Время кипячения от 30 до 50 часов
- Содержание КОН от 30 до 40%
- Содержание воды в водно-спиртовой (МеОН, ЕtOH) смеси 10%
- Объем смеси от 5 до 10 л
- Температура нагрева 110-120 градусов

Из материалов емкостей только стекло и нержавейка ASI316L. Пересмотрел множество таблиц устойчивости
ASI316L к воздействию щелочей, но ни в одной из них не указаны условия (температура) и время контакта.
Собственно вопрос, повредит ли такая смесь поверхность емкости, будет ли потом в реакционном растворе содержаться повышенное количество Ni и Fe?

С уважением

[Phobos]

Я как-то гидролизовал касторку в стальном реакторе, KOH было меньше, 10%, и часть ушла на гидролиз. Потом кислоту опять эстерифицировали, и продукт единожды проверили на никель/железо, ничего не нашли. Имхо, любая нержавейка в отсутствие хлоридов/меди/окислителей будет к щелочам равнодушна. В столовых стальные подносы после мяса жирного вообще кипятят с каустиком, и ничего. Пока кто-то в машину алюминиевую кастрюлю не засунет

[ximi]

Собственно вопрос, повредит ли такая смесь поверхность емкости, будет ли потом в реакционном растворе содержаться повышенное количество Ni и Fe?

Серьезно не повредит. Но цвет слегка поменять может (немного темнеет).

Там еще в чем фокус. Присутствие кислорода. Водная щелочь без кислорода такие сплавы почти не ест (за разумное время).
Но как только кислород то начитает есть в разы сильнее.
Поэтому если это автоклав то продуйте азотом/аргоном.

А так ASI316L штука довольно стойкая.
Там и хрома много и никеля + 2-3% молибдена.

Она даже к питтинговой коррозии устойчива !

[Magic Methyl]

Коллеги, благодарю за быстрые и как всегда содержательные и профессиональные ответы!

Я как-то гидролизовал касторку в стальном реакторе, KOH было меньше, 10%, и часть ушла на гидролиз.

А что за сорастворитель Вы использовали? Тоже спирты, или это была гетерогенная (по началу) водная система?

и продукт единожды проверили на никель/железо, ничего не нашли.

Интересно было бы проверить водную фазу тоже...
Вы ICP-MS или капиллярным форезом Fe/Ni проверяли?

Имхо, любая нержавейка в отсутствие хлоридов/меди/окислителей будет к щелочам равнодушна

Так...кажется ни хлоридов ни окислителей в системе нет...только КОН, вода, МеОН и субстрат.

Серьезно не повредит. Но цвет слегка поменять может (немного темнеет).

Цвет не критичен, а вот коррозия реактора и загрязнение тяжелыми металлами да, очень критично.
В таблицах устойчивости везде написано "хорошая устойчивость", но это водные растворы щелочей,
и не указана ни экспозиция ни температура. Мне по началу показалось что спирты должны как то
снижать агрессивность смеси по отношению к металлу, но это только предположение

Но как только кислород то начитает есть в разы сильнее.

Спасибо, учту.

С уважением

[ximi]

Из материалов емкостей только стекло и нержавейка ASI316L

Я бы тут скорее о стекле беспокоился ..... вероятнее всего ему кирдык будет в подобных условиях.

Будет переходить в силикат натрия ....силикатный клей
Даже боросиликатное.

У меня был опыт КОН 40% нагревал в колбе при кипении около 100С+- 1 час.
Стекло стало матовым и образовались каверны 0.5 мм примерно.

За 2-3 часа думаю до дыр бы проело !

У вас 50 часов ..... 120С ...стекло точно не жилец.
Может кварцевое выживет и то не факт !

[Phobos]

Стекло или эмаль умрут однозначно, так что тут в принципе нет альтернативы особенной.
Проверяли или ICP-MS, или просто на ICP, не помню, был ли у нас ICP-MS тогда уже или нет. Работали в этаноле, не сухом, часть воды еще с KOH пришла (он же 85%). После окончания реакции еще водой разбавляли и подкисляли фосфорной - опять же заботились о реакторе.

[ximi]

Альтернатива стеклоуглерод ...тефлон.

[bigM]

Альтернатива стеклоуглерод ...тефлон.

нету у топикстартера альтернативы нержавейке. лаки фторопластовые может быть?..

[ximi]

я про стекло ....с нержавейкой все норм !

[Phobos]

Греть тефлоновый реактор - то еще удовольствие. Теплоперенос близок к нулю.

[Maloy]

в свое время, когда создавали фторорганику для голубой крови - перфторана для удаления гидридных примесей из фторорганики использовали процедуру нагревания до температуры порядка 150-200 градусов с щелочным плавом в нержавейке, получали в результате фторорганику пригодную для использования в кровезаменителях, чистота там высокая нужна, тк вливают в организм литрами…

[Chemical Punk]

Да не так и сильно лабораторное стекло разрушается щелочами, я варил раствор 35 г NaOH в 100 мл воды около 11 часов в обычной безымянной китайской стеклянной колбе. Да, колба немного помутнела, но ничего фатального не произошло. Конечно, силикаты в растворе появились и их количество я не оценивал, но чисто по внешнему виду колбы стекла стравилось совсем не много, может быть сотни мг. Если это критично, то остаётся только нержавейка. Когда я подготавливал эту безумную варку, то вхолостую погонял колбу только с одним водным раствором NaOH и термометром от магнитной мешалки, корпус термометра изготовлен из тонкой нержавеющей трубки, мешалка китайская и сравнительно недорогая, так что никакой платины в термометре даже не предполагалось. Никаких признаков коррозии термометра я так и не заметил, хотя соли никеля и железа довольно-таки сильно окрашивают раствор.

[ximi]

Да не так и сильно лабораторное стекло разрушается щелочами,

Довольно сильно. Я варил 40% KOH так там за 1 час все помутнело.
Учтите что это автоклав ...при 120С за 20 часов до дыр проест !

[Chemical Punk]

... Я варил 40% KOH так там за 1 час все помутнело...

Не могу согласиться, краем уха слышал, что чем тяжелее атом щелочного металла, тем сильнее щелочь разрушает стекло. По такой логике варить CsOH в стекле совсем не следует, а LiOH - не самый безобидный гидроксид в этом смысле.
Калий тяжелее натрия примерно в 1.4 раза, наверное, разница в скорости разрушения стекла должна быть. Я экспериментально наблюдал, что после первоначального сравнительно быстрого помутнения растворение колбы замедляется, но только в растворе NaOH, опыты с другими щелочами не ставил . Можно даже модельный эксперимент с осколком колбы поставить, я бы так и сделал, если бы количество силикатов в растворе было бы важным.

...Учтите что это автоклав ...при 120С за 20 часов до дыр проест !

А зачем автоклав? Концентрированные растворы NaOH/KOH при атмосферном давлении кипят при температурах существенно выше 100С.

[ximi]

А зачем автоклав?

Возникла необходимость длительного кипячения образца с крепким водно-спиртовым раствором КОН.
- Время кипячения от 30 до 50 часов
- Содержание КОН от 30 до 40%
- Содержание воды в водно-спиртовой (МеОН, ЕtOH) смеси 10%
- Объем смеси от 5 до 10 л
- Температура нагрева 110-120 градусов

120C 50 часов при 10% метаноле это только автоклав.