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根据化学反应原理，这三种柠檬酸物质都可和铁氧化物垢反应，反应方程式如下：
Fe3O4+4H3C6H5O7+Fe———4FeHC6H5O7+4H2O，
Fe3O4+4H2C6H5O7NH4+Fe———_4FeC6H5O7NH4+4H2O，
Fe3O4+8HC6H5O7(NH4)2+Fe—-4Fe[C6H5O7(NH4)2]2+4H2O，
游离柠檬酸是指未和铁离子结合的并以[H3C6H5O7]pH=3.5时，游离柠檬酸是未与铁离子结合的未完全电离柠檬酸[H3C6H5O7]，柠檬酸单铵[H2C6H5O7NH4]柠檬酸二铵[HC6H5O7(NH4)2]三者的混合物，无法单独测出特定的组分，而且经化学清洗后溶液中大量的铁离子(含Fe3+、Fe2+)导致溶液带深红颜色，这些因素都增加了游离柠檬酸的测定难度[11]。
柠檬酸的清洗原理：
在用柠檬酸作清洗剂时，为了生成易溶的络合物，常要在清洗液中加氨水将溶液pH调至3.5～4.0，首先将柠檬酸氨化生产柠檬酸铵，柠檬酸铵再与金属氧化物反应生产络合物。
C3H4OH(COOH)3+NH3•H2O-------C3H4OH(COOH)2COONH4+H2O
C3H4OH(COOH)2COONH4---------C3H4OHCOOHCOONH4COO--+H+
Fe2O3+6H+-------2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+-------Fe2++2Fe3++4H2O
Fe+2H+-------Fe2++H2↑
Fe+NH4H2C6H5O7-------FeNH4C6H5O7+H2↑
Fe2O3+2NH4H2C6H5O7--------2NH4(FeC6H5O7OH)+H2O
Fe3O4+3NH4H2C6H5O7———NH4FeC6H5O7+2NH4(FeC6H5O7OH)+2H2O
同时柠檬酸铵与垢也发生反应：
NH4H2C6H5O7+CaCO3------NH4CaC6H5O7+H2O+CO2
柠檬酸做清洗剂时，为了防止产生柠檬酸铁沉淀，一般浓度为2％～4％，流速一般采用0．6 m/s。温度一般为90～98℃最低时不得低于85℃，且清洗过程中不应突然降低温度，清洗时间不得超过6 h，为了避免清洗废液中胶态柠檬酸铁络合物附着到金属表面上，形成难冲掉的有色膜，在清洗结束后，还必须采用热水或柠檬酸单氨的稀溶液来置换清洗废液，而不能将热的柠檬酸清洗废液放空[13]。
柠檬酸作为清洗剂的优点是腐蚀性小、无毒性、容易保存和运输、安全性好、清洗液不易形成沉淀，可避免管道的堵塞，但其清洁的能力比盐酸小，清洗时要求较高温度和一定的流速，成本较贵，必须选择耐高温的缓蚀剂。柠檬酸是一种三羧酸类化合物，因此而与其他羧酸有相似的物理和化学性质。柠檬酸是一种较强的有机参考文献
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