Warum passiviert das Persulfat-Ion bei einem Titan-Tauchsieder in einer 5 %igen Natriumpersulfatlösung bei 50 Grad Titan nicht, obwohl es ein starkes Oxidationsmittel ist, sondern verursacht stattdessen eine transpassive Auflösung?

Na 2 S 2 O 8 ) is a greater oxidiser ( E o = 2.01 V for S 2 O 8 2 - / SO 4 2 - ) than nitric acid . However, on titanium persulfate induces transpassive dissolution, not stable passivation. At 50°C the high oxidation potential moves the titanium surface into the transpassive area (>1,8 V vs. SCE), wobei der passive Film zusammenbricht und sich Titan mit einer Geschwindigkeit von 0,2–0,5 mm pro Jahr als Ti4+ auflöst.

Korrosionsrate vs. Persulfatkonzentration (quantitativ)

500 Stunden bei 50 Grad in Na2S2O8:

Persulfatkonzentration (%) Korrosionsrate (mm/Jahr)Oberflächenpotential (V vs. SCE) Mechanismus 0 0.005–0.010 0.2–0,5Passiv 1 0.05-0.12 1.2-1.5 Gemischt
3 0.12–0.25 1.5–1,7 Beginn der Transpassivität
5 0.20–0.40 1.7–1,9 Transpassiv 10 0.35–0.60 1.8–2,0Starker transpassiver Temperatureffekt auf den transpassiven Übergang

Temperatur (Grad) 5 % Persulfat – Korrosionsrate (mm/Jahr)Mechanismus 25 0.10–0,20 Transpassiv 40 0.15–0,30Transpassiv 50 0.20–0,40Transpassiv 60 0.30–0,60 Schwerwiegend
Empfehlung für Ingenieurwesen

Aufgrund der transpassiven Auflösung wird Titan nicht für Persulfatlösungen empfohlen. Verwenden Sie PTFE-beschichtete Heizelemente oder Tantal. Titan sollte bei Temperaturen verwendet werden<30°C and persulfate should be limited to <2% if it must be used. The engineer can choose the right materials by knowing the transpassive behaviour of the persulfate.