Odpověď na téma: 42 – kraj KHK – obor 3

[Jakub Ježek]

Proč jste volil rozpouštění hřebíku po dobu právě 18 dnů a uvedené koncentrace kyseliny? Můžete vysvětlit či zdůvodnit, jakou souvislost to má s řešeným problémem?
Koncentrace jsem zvolil nižší z toho důvodu, že 48% kyselina sírová již projevuje oxidační vlastnosti a použití více vzorků o vyšších koncentracích by ztrácelo hlubší smysl – docházelo by také k pasivaci hřebíků a rozdíl ve výsledku mezi reakcemi vyšších koncentrací by nebyl téměř žádný.
Zaměřil jsem se proto na pozorování průběhu a výsledků reakcí hlavně u nižších koncentrací, kde rozdíly u reakcí hřebíků s kyselinou byly velké, a změna koncentrace kyseliny o každé procento reakci viditelně ovlivňovala.
U reakcí nebyly pozorovatelné větší změny již po týdnu, reakcím jsem dal ještě čas, aby byla změna patrnější. Po několikátém opakování jsem zvolil 18 dní jako nejvhodnější dobu. Po 14 dnech začala vznikat rez u 1,5% kyseliny, která naopak u vyšších koncentrací nevznikla ani po 2 měsících. Navíc po tomto čase reakce zbylých hřebíků s kyselinami téměř neprobíhala, nebyly pozorovatelné vznikající bublinky ani v jednom případě.
Třetí opakování experimentu jsem prováděl těsně před koronavirovou epidemií a hřebíky zůstaly v kyselinách téměř o 2 měsíce déle. Paní profesorka mi vzorky před týdnem vyfotila a k dalším změnám v reakcích u žádného vzorku nedošlo – výsledky byly stejné, jako po 18 dnech. Pouze u nejnižších dvou koncentrací byla barva rezatá roztoku výraznější.
Určení použitých koncentrací a délka experimentu také vycházelo z prvního – pouze orientačního měření, které mi napovědělo o chování hřebíku v kyselinách a rozdílech oproti teoretickým znalostem (např. vznik rzi až po vyčerpání kyseliny sírové v roztoku).

Jaký závěr z provedené práce vyplývá pro převoz kyseliny sírové železnými cisternami, tj. s řešeným inženýrským problémem, jak uvádíte v práci?
V železných cisternách není určitě vhodné přepravovat zředěnou kyselinu sírovou (Pokud se mluví o zředěné kyselině sírově, je myšlena kyselina o koncentraci do 29% – ta by měla reagovat s železným hřebíkem za vzniku vodíku, což se nám potvrdilo. U vyšších koncentrací docházelo k pasivaci).
Nejvhodnější je přepravovat v cisternách proto kyselinu sírovou o vyšších koncentracích, kde by docházelo pouze k pasivaci železa. Vyšší koncentrace kyseliny rozpouštění železa nijak neovlivní. Navíc sraženina, která se tvořila na povrchu hřebíku, byla výrazněji pozorovatelná až po 14 dnech. Pokud by přeprava trvala do jednoho týdne, vzniklo by minimum nežádoucí sraženiny a kyselina by obsahovala minimální stopy železa.