利用化学药剂与污垢发生化学反应，使它从清洗物体表面解离并溶解分散到水中的清洗方法称为化学清洗。化学清洗过程中使用的化学药剂则称为化学清洗剂。

常用的化学清洗剂有酸、碱、氧化剂、金属离子螯合剂和杀生剂等。在用化学药剂去除污垢时，希望药剂只对污垢起化学作用而最好不与清洗物质发生化学反应，但实际往往不可能完全做到这一点，因此配合化学清洗剂（主要是酸）使用时要加入金属缓蚀剂及钝化剂等助剂。

1.清洗中常用的酸

酸是处理金属表面污垢最常用的化学药剂。清洗中常用的酸包括无机酸、有机酸两类。酸在水中电离时产生的阳离子是氢离子，常用溶液的pH值表示溶液的酸碱性，pH值越小氢离子越多，酸性越强。

酸对金属的溶解能力与金属的活泼性有关，越活泼的金属越易与酸电离出的氢离子反应而转变成金属离子。

如在金属表面由于发生了氧化作用生成了耐腐蚀的氧化覆盖膜时，酸对金属的溶解能力会显著地受到抑制，这种现象称为金属的钝化。

在用酸清除污垢的过程中，H+起着主要作用，但酸根离子对污垢的溶解也有一定作用，有时还很重要，如F—可使水垢中的SiO₂发生化学反应而溶解，而别的酸根不可以。

（1）清洗中常用的无机酸

1）硫酸。化学清洗中所用的硫酸一般在15%以下，它的热稳定性良好，对不锈钢和铝合金没有腐蚀性，但要注意其他金属与硫酸的反应条件。硫酸的缺点是硫酸在清洗中生成的盐类有许多是水溶性较低的，去垢效果不好。工业中常加入非离子表面活性剂配合以提高其除污能力。

2）盐酸。做清洗液时一般在10%以下并在常温下使用。呈碱性的碳酸盐水垢、铁锈、铜锈、铝锈可很好地溶解在盐酸中。盐酸对多数金属有腐蚀性，因此在盐酸中要添加缓蚀剂。

3）硝酸。工业上用于酸洗的硝酸一般在5%左右，在质量分数较低时比较稳定，不易分解。主要用于清洗不锈钢、碳钢、黄铜、铜等设备，可除去水垢和铁锈。硝酸在低质量分数下对大多数金属有强烈腐蚀作用，做酸洗剂时要加缓蚀剂，如Lan-826和Lan-5。

4）磷酸。工业上一般酸洗时采用的磷酸为10%～15%，温度为40～60℃。磷酸不适合清除水垢，因会产生难溶物，其铁盐在低质量分数磷酸中溶解度低，所以除如清洗钎焊工件等特殊情况外，通常不用磷酸做酸洗剂。

5）氢氟酸。工业上使用氢氟酸做酸洗剂时，其一般在5%以下，温度控制在50℃左右。它与二氧化硅发生激烈反应并溶解，清洗铁锈和氧化皮的能力强。对金属有腐蚀性，常配合适当的缓蚀剂。工业上它与氟氢化铵、盐酸、硝酸等其他物质配合使用。

（2）清洗中常用的有机酸 有机酸与无机酸相比，成本较高，需在较高温度下操作，清洗时间长，但有机酸腐蚀性小，有的有机酸有螯合能力。

1）氨基磺酸。市售商品为固体，当相对湿度大于70%时开始潮解，在高温下会水解生成硫酸铵和硫酸氢铵，清洗时控制在60℃以下。它的水溶液酸性与盐酸、硫酸相似，工业上通常使用7%～10%的氨基磺酸水溶液做清洗剂，多数氨基磺酸金属盐在水中溶解度较高，所以可用来除钙镁垢。氨基磺酸是唯一可用作镀锌金属表面清洗的酸。清洗时也需加缓蚀剂。

2）乙酸。它可与水、乙醇、乙醚混溶，是弱酸，对金属腐蚀性低，它的盐易溶于水，适合清洗水垢和铁锈等腐蚀产物，特别适合黄铜和对晶间腐蚀敏感的材料的清洗。

3）草酸。它是有机酸中酸性较强的酸，也是一种有还原性的有机酸。草酸对铁锈有较好的溶解力，可用于除锈，但它的很多盐难溶于水，不能用它来除碳酸钙水垢，也不宜在硬水中使用。它对金属有一定的腐蚀作用，如钢铁在常温下会被慢慢腐蚀，但在加热情况下会生成草酸铁保护膜，能阻止腐蚀的进行。铝、铜、不锈钢等对草酸的耐蚀性较好。

4）柠檬酸。它是清洗中使用最多的有机酸，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+与碱性的金属氧化物作用，另一方面是柠檬酸的络合作用。它与铁锈生成的柠檬酸铁在水中溶解度小，如在溶液中加入氨，这时它就通过络合作用生成溶解度很高的柠檬酸亚铁和柠檬酸高铁复盐而达到去除氧化铁的目的。

2.酸洗缓蚀剂与钝化剂

（1）缓蚀剂与缓蚀作用 在低浓度下能阻止或减缓金属在环境介质中腐蚀的物质称为缓蚀剂。缓蚀剂品种很多，有以下几种常用分类方法：

按缓蚀剂对电极过程的抑制作用分为阳极抑制型（缓蚀剂阴离子向金属表面的腐蚀阳极区迁移，使金属钝化）、阴极抑制型（缓蚀剂阳离子向金属表面腐蚀的阴极区迁移，被还原或和阴离子反应形成沉淀物）、混合抑制型；按缓蚀剂形成的保护膜的类型分为氧化膜型、沉淀膜型、吸附膜型；按缓蚀剂的分散性能分为水溶性、油溶性和挥发性缓蚀剂；按缓蚀剂用途分为冷却水、酸洗、工序间防锈等。

由于金属腐蚀和缓蚀过程的复杂性以及缓蚀剂的多样性，缓蚀剂作用机理难以用一种理论解释，主要有以下几个要点：

1）成相膜理论。缓蚀剂在金属表面形成一层难溶解的保护膜（氧化物膜和沉淀膜）以阻止介质对金属的腐蚀。

2）吸附膜理论。某些缓蚀剂通过其分子或离子在金属表面的物理吸附或化学吸附形成吸附保护膜而抑制介质对金属的腐蚀。有的缓蚀剂分子或离子与金属表面由于有静电引力和分子间作用力发生物理吸附。另一些缓蚀剂可以与金属表面形成配位键发生化学吸附。有机缓蚀剂以其亲水基团吸附于金属表面，疏水基离开金属表面，形成吸附层把金属的活性中心覆盖，阻止介质对金属的侵蚀。此类缓蚀剂主要是有机缓蚀剂。

3）电化学理论。缓蚀剂通过加大腐蚀的阴极过程或/和阳极过程的阻力而减小金属的腐蚀速度。

（2）酸洗缓蚀剂的组成 目前酸洗缓蚀剂由缓蚀剂、溶剂、表面活性剂以及其他添加剂多种组分组成。其中缓蚀剂主要有乌洛托品、醛-胺缩聚物、硫脲及其衍生物、吡啶、喹啉及其衍生物以及用化工下脚料加工的缓蚀剂等几大类。(www.daowen.com)

3.清洗常用的碱

洗涤过程使用的碱性物质包括化学结构属于碱类的物质和水解显碱性的盐类，常用的盐有碳酸钠、磷酸钠和硅酸钠，要求碱性弱一些时用它们的铵盐。

（1）各种碱的性质

1）氢氧化物。常用的有氢氧化钠和氢氧化铵。

氢氧化钠水溶液腐蚀性很强，工业上一般用质量分数为5%左右的氢氧化钠溶液做碱性清洗剂，主要用途一是皂化除油润湿表面，氢氧化钠与动植物油脂发生皂化反应，生成溶于水的甘油和肥皂，肥皂可进一步润湿乳化未皂化的油污；另一个用途是转化溶解硫酸盐垢，生成氢氧化钙等物质，再用盐酸溶解。

氢氧化铵反应性能温和，易挥发，可用在半导体线路板的清洗中。

2）碳酸盐。碳酸钠是价格便宜的强碱性物质，其中含有10个结晶水的化合物（俗称纯碱）水溶性好。碳酸钠在化学清洗中主要用于一是碱洗，在金属材料的脱脂清洗液中加入碳酸钠可使油脂中游离的脂肪酸形成肥皂，利用肥皂的乳化润湿作用使油脂污垢疏松而去除；二是碱煮，利用碳酸钠与CaSO₄、CaSiO₃等难溶于水的水垢在较高温度下反应而转化成易溶于酸的水垢，后在酸洗时去除；三是中和，去除酸洗结束后的残留酸液；四是钝化，使金属表面微量活性铁离子水解成一层致密的Fe₂O₃沉淀膜，附着在金属表面使金属呈钝态。

碳酸氢钠在洗涤中也可当碱剂使用。

碳酸氢三钠是以等量的碳酸钠和碳酸氢钠组成的物质，碱性介于两组成物之间。

3）简单磷酸盐。做强碱性洗涤剂助剂的磷酸三钠和做弱碱性洗涤剂助剂的磷酸氢二钠，可使水中的钙、镁离子被络合而消除硬水的危害。

4）聚合磷酸盐。做强碱性洗涤剂助剂的由两磷酸氢盐分子聚合成的焦磷酸钠和做中性洗涤剂助剂的由三磷酸盐分子聚合成的三聚磷酸钠，能与水中钙、镁离子结合成在水中稳定分散的螯合物。

5）硅酸盐。工业上用作洗涤助剂的有正硅酸盐和偏硅酸盐，它们在水溶液中发生水解并形成硅酸盐胶体，胶体表面对亲油性污垢有强烈的吸引力，使亲油性污垢从清洗对象表面解离下来，而胶体状态的硅酸盐会沉积在被清洗的金属表面上形成一层保护薄膜，保护金属免受溶液中羟基等碱性离子的腐蚀。另外，硅酸盐与水中的钙、镁离子可以形成沉淀而悬浮在水中，有软化水的作用。

（2）碱对清洗对象的腐蚀性 钢铁和铸铁在通常情况下，对各种浓度的碱溶液十分耐蚀，只有在煮沸状态下的高浓度氢氧化钠水溶液中才慢慢被腐蚀；有色金属对碱的耐蚀性一般较差；一定浓度的硅酸盐溶液对有色金属的腐蚀性较小；铜、镁等有色金属对碱液有较好的耐蚀性；硅和玻璃等材料会受到碱的腐蚀。为降低金属在碱性清洗过程中的腐蚀，在清洗液中常加入缓蚀剂。

（3）碱对污垢的去除作用 油污中主要是动植物油或矿物质油，前者主要成分是高碳脂肪酸甘油三酯，通常油脂中含有30%左右的游离脂肪酸，脂肪酸与碱反应生成有一定水溶性的肥皂，而脂肪酸甘油三酯在强碱性高温情况下发生皂化反应生成甘油和肥皂，去除污垢。

矿物油污不能单纯用碱类去除，但硅酸盐碱性物质在水溶液中能形成胶体并对油性污垢有一定的乳化、分散和吸附作用，所以硅酸盐在一定程度上对矿物油有去除作用。

碱对蛋白质类污垢的去除有一定效果，因稀碱性水溶液对蛋白质有很强的溶解作用，另外，在用较强碱剂加热处理蛋白质污垢时，会促进蛋白质大分子的水解，生成水溶性小分子氨基酸而溶解。

注意碱易被清洁对象表面吸附，难以冲洗干净，可采用增加冲洗次数的方法。

4.清洗常用的氧化物

用氧化物使有机物或金属发生氧化反应，是清洗中常用的有效方法。

（1）卤素及其化合物 氯气和液溴等卤素单质都有很强的氧化性，但一般在清洗中使用的是次氯酸及其盐这类卤化物氧化剂。次氯酸钠用于去除多种类型的污垢和色斑，对皮脂和蛋白质类污垢的去除很有效。

（2）过氧化物 在清洗中使用的过氧化物主要是臭氧和过氧化氢。臭氧分子分解生成氧气和新生态的氧原子，新生态氧原子氧化性很强，可使金属被激烈氧化，使有机物分解。过氧化氢也分解产生新生态的氧原子，使金属表面发生氧化，能促进有机物分解，在发生氧化分解的同时，反应生成的氧气压力也对污垢的解离有促进作用，因此过氧化氢有很好的去污作用。

5.金属离子螯合剂

由一个简单正离子（称为中心离子）和几个中性分子或离子（称为配位体）结合而成的复杂离子称为配离子（又称络离子），含有配离子的化合物称为配位化合物。在配位化合物中，中心离子与配位体通过配位键结合。配位键是特殊的共价键，电子对只由一个成键的原子提供，另一个原子提供空轨道。如配位体中只有一个配位原子，则中心离子与配位体之间只能形成一个配位键，而有些配位体分子中含有两个以上的配位原子而且当这两个原子间相隔着两至三个其他非配位原子时，这个配位体就可以与中心离子（或原子）同时形成两个以上的配位键，并形成一个包括两个配位键的五元或六元环的特殊结构，把这个配位化合物称为螯合物。螯合物比一般配位化合物更稳定。把能形成螯合物的配位体称为螯合剂，螯合剂包括无机和有机两类。

（1）无机金属离子螯合剂 无机螯合剂主要是聚合磷酸盐，由于它们分子中含有多个配位原子氧，又符合形成五元螯合结构的条件，所以可与多种二价离子结合成螯合物，对钙、镁等碱土金属离子有较好的螯合能力，可软化水。一般来说对重金属离子特别是铁离子的螯合能力较差。

（2）有机金属离子螯合剂 能与重金属离子起螯合作用的有机化合物很多，如羧酸型、有机多元膦酸等。清洗中使用的羧酸型主要有氨基羧酸类和羟基羧酸类等。