柠檬酸又称枸橼酸,是一个三元酸,分子式为C₆H₈O₇,化学名称3-羧基-3-羟基戊二酸、2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸,为易溶于水的晶体。柠檬酸是清洗过程中使用最多的有机酸,它可以溶解氧化铁、氧化铜等锈垢,其作用原理是一方面利用H+离子与碱性的金属氧化物作用,另一方面是柠檬酸的络合作用(柠檬 它与铁锈产生的柠檬酸铁在水中溶解度小,所以在柠檬酸溶液中加进氨,俗称氨化柠檬酸,这时它就通过络合作用产生溶解度很高的柠檬酸亚铁铵和柠檬酸高铁铵复盐而达到去除氧化铁的效应。其反应过程为柠檬酸与氨水反应产生柠檬酸单铵盐,再H3C6H5O7+NH3=NH4H2C6H5O7(柠檬酸单铵盐)
柠檬酸单铵与铁的氧化物反应产生柠檬酸亚铁铵和柠檬酸铁铵离子等易溶物质而把锈垢溶解
NH4H2C6H5O7+FeO=NH4FeC6H5O7+H2O 柠檬酸亚铁铵
2NH4H2C6H5O7+Fe2O3=2FeC6H5O7+3H2O+2NH3 柠檬酸铁
由此可知在溶液中柠檬酸根(C6H507)3-的浓度受溶液pH值的影响很大,pH值越大,溶液中柠檬酸根离子浓度也越大。而柠檬酸根离子对各种金属离子的络合能力是不同的,络合能力越高所需柠檬酸根离子浓度越小,产生的络离子也越稳定。柠檬酸根离子对铁离子的络合能力比对铜离子络合能力强,因此当溶液中含有少量柠
檬酸根离子时,即可发生把铁离子隐蔽起来的络合作用,而只有
在pH值较高的碱性介质中,电离产生的柠檬酸根离子较多时才能与
铜离子很好络合。
因此当设备中同时存在铁锈和铜锈时,可以通过控制pH
(加氨水)使之等于3.5,使容易络合的铁离子形成柠檬酸亚铁铵
和柠檬酸铁而被去除,也防止溶度积很小的Fe(OH)3沉淀产生,
在铁化合物被溶解去除之后再测量pH=9。提高溶液中的柠檬酸根
离子浓度以络合铜离子而去除铜锈污垢。
柠檬酸在化学清洗中常被用于去除铁锈为主的锈垢清洗,为
加快清洗速度,缩短酸洗时间,常保持较高温度。另外,为防止
酸对金属的腐蚀还加进缓蚀剂。如在90℃,pH=3.5的3%柠檬酸