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====== Azione chimica su alluminio con acidi e basi ======

===== Acido debole e base debole =====

Abbiamo preparato una soluzione basica di **bicarbonato di sodio** (NaHCO3) al 10%, che dovrebbe avere circa **pH 8.9**. Come soluzione acida con **acido acetico** (C2H4O2) abbiamo semplicemente usato dell'aceto di vino bianco non diluito, che ha generalmente **pH 2.3**.

{{:tecnica:motori:chimica:fig010_mild-base-and-mild-acid.jpg?direct&400|Base debole (pH 8.9) e acido debole (pH 2.3)}}

Mescolando **90 ml di acqua** e **10 g di bicarbonato di sodio** (un cucchiaino e 1/2) si ottiene una soluzione al 10%, ma in realtà la soluzione è già **satura al 9.6%**. Il pH calcolato è **8.90**.


==== Risultato dopo 40 ore ====

Dopo 40 ore di immersione l'effetto corrosivo di entrambe le sostante è visivamente nullo:

{{:tecnica:motori:chimica:fig012_mild-base-after-40-hours.jpg?direct&320|}}
{{:tecnica:motori:chimica:fig012_mild-acid-after-40-hours.jpg?direct&320|}}

===== Base forte =====

Abbiamo quindi provato gli effetti di una **base forte** quale l'**[[wpit>Idrossido di sodio|idrossido di sodio]]** (NaOH), comunemente venduta con il nome **soda caustica**. Una soluzione al **3%** dovrebe avere circa **pH 13.0**

{{:tecnica:motori:chimica:fig020_strong-base.jpg?direct&400|}}

Per la preparazione abbiamo aggiunto **3 g** di soda caustica a **97 ml di acqua**. Vale anche in questo caso la regola generale di **aggiungere la sostanza all'acqua e non il viceversa**, sebbene in questo caso la reazione produca solo una modesta quantità di calore. Considerata la densità dell'idrossido di sodio pari a **2.13 g/cm3**, i 3 grammi necessari sono circa 1.4 ml, cioè **un po' meno di mezzo cucchiaino**. La soluzione al **3%** ottenuta dovrebbe avere circa **pH 13**.

Il pezzo di alluminio, appena immerso, ha iniziato a sviluppare **bollicine di gas idrogeno**. Dopo diverse ore tutta la superficie del metallo risulta coperta da una **patina grigio scura**, che può essere facilmente rimossa con un lavaggio e leggero strofinamento.

{{:tecnica:motori:chimica:fig021_strong-base-gas.jpg?direct280|Base forte su alluminio: produce bollicine di gas}}
{{:tecnica:motori:chimica:fig022_strong-base-after-8-hours.jpg?direct&280|}}

=== Risultato dopo 8 ore ===

Dopo **8 ore di immersione** la soluzione si presenta torbida e l'alluminio presenta evidenti segni dell'azione chimica: la superficie si è **opacizzata** e presenta piccoli **puntini neri**. Probabilmente si tratta di punti dove il metallo è stato inciso maggiormente e lo sporco grigio scuro depositato e non è stato rimosso dal lavaggio.

{{:tecnica:motori:chimica:fig023_strong-base-8-hours-passivated.jpg?direct&280|}}

===== Acido forte =====

Infine abbiamo provato gli effetti di un acido forte quale l'**[[wpit>Acido cloridrico|acido cloridrico]]** (HCl), venduto anche con il nome di //acido muriatico//. In commercio si può trovare la soluzione al **32%**, che dovrebbe avere circa **pH 0.50**.

L'acido in tale concentrazione è altamente pericoloso, va **maneggiato con estrema cura** e preferibilmente in spazi aperti poiché sprigiona gas.

Abbiamo aggiunto **una parte di soluzione acida** a **cinque parti di acqua** (seguendo le indicazioni per un uso più forte del prodotto), il che ha portato la concentrazione dell'acido al **5.3%** e un conseguente **pH 1.3**.

{{.:chimica:fig030_strong-acid.jpg?direct&400|}}

L'alluminio immerso in tale soluzione inzia immediatamente la produzione di **bollicine di gas idrogeno**.

{{.:chimica:fig031_strong-acid-gas.jpg?direct&320|Formazione di gas per effetto dell'acido sull'alluminio}}

=== Risultato dopo 18 ore ===

Dopo **18 ore di immersione** la superficie del metallo si è **opacizzata** con alcune vaiolature dove prseumibilmente l'azione dell'acido è stata maggiore. A differenza della reazione basica, sulla superficie del metallo sottoposto all'acido non si è depositato alcun sottoprodotto ed anche la soluzione acquosa è rimasta sostanzialmente **limpida**.

{{.:chimica:fig032_strong-acid-18-hours-passivated.jpg?direct&320|Passivazione alluminio con acido cloridrico al 5% per 18 ore}}

===== Alluminio: comportamento anfotero =====

L'alluminio si comporta da base debole in presenza dell'acido cloridrico (HCl), dando il corrispondente cloruro (AlCl3), e da acido debole in presenza dell'idrossido di sodio (NaOH), dando il corrispondente alluminato (Na3AlO3). In entrambe le reazioni si ha forte sviluppo di idrogeno (H2). 


===== Prodotti commerciali =====

=== Dellwing HD Spezialreiniger alkalisch ===

Detergente alcalino concentrato per pulizia ad ultrasuoni di carburatori, testate, cilindri. Composizione dichiarata:

  * > 5% Natronlauge (idrossido di sodio)
  * 3% Zitronensäure (acido citrico)
  * 1.5% Tenside (tensioattivi)
  * 1.5% HEDP Säure (acido etidronico HEDP)
  * 1.5% Butylglycol (glicole butilico)
  * > 0.5% Kalilauge (soluzione di idrossido di potassio)

Usi raccomandati: diluizione 1:10 per soluzione spray, 1:50 per idropulitrice e 1:100 per lavaggio a ultrasuoni. Se per la soluzione concentrata al 5%+3% si assume un pH 12.3 (vedi [[https://it.webqc.org/phsolver.php|calcolatore online]]), allora per il lavaggio a ultrasuoni è consigliato un pH 10.3. Con una diluizione a 100, log(100) = 2, il pH diminuisce di 2.

===== Web References =====

  * **[[https://www.instructables.com/How-to-Paint-Aluminum-and-Keep-It-Painted/|How to Paint Aluminum -- and Keep It Painted]]**
  * **[[https://www.worldradiohistory.com/Archive-DX/73-magazine/73-magazine-1981/73-magazine-03-march-1981.pdf|73 Magazine - 1981/03]]** - See the article **The Great Aluminium Cover-Up** at p.62, here a {{.:chimica:73-magazine-03-march-1981.pdf|local copy}}.
  * **[[https://www.bisceglia.eu/chimica/lab/h2daal.html|Preparazione di Idrogeno da alluminio in ambiente acido e basico]]**