EFECTE INHIBITOARE DE COROZIE A UNOR BAZE SCHIFF S PE OȚELUL MILD ÎN MEDIUL ACID
J. Chil. Chem. Soc, 52, N ° 3 (2007) p.: 1206-1213
EFECTE INHIBITOARE DE COROZIE A UNEI BAZE ALE SCHIFF PE OȚELUL MILD ÎN MEDIUL ACID
S-au folosit metode de scădere în greutate și termometrice pentru a studia inhibarea coroziunii oțelului ușor în soluție acidă (HCI și H2SO4) de către bazele Schiff și anume. N- (4-N, N-dimetilaminobenzal) -p-anizidină (SBj), N- (4-N, N-dimetilaminobenzal) -p-toluidină (SB2) și N- (4-N, N-dimetilaminobenzal) - 2,4-dinitroanilină (SB3). Eficiența a fost comparată cu cele ale aminelor părinte din care au fost derivate bazele Schiff. Rezultatele eficienței inhibiției observate din aceste două metode sunt în acord și s-au dovedit a fi dependente de concentrațiile de inhibitori, precum și de cele ale acizilor. Eficiența inhibiției tuturor inhibitorilor crește odată cu creșterea concentrației de inhibitori. Eficiența crește, de asemenea, odată cu creșterea concentrației de acizi. Eficiența inhibiției este mai mult în cazul HCl decât în H2SO4. Eficiența inhibiției a fost găsită maximă până la 95,55% pentru oțelul ușor în soluție de HCI. Eficiența de inhibare a bazelor Schiff sintetizate s-a găsit mult mai mult decât aminele părinte. S-a observat că eficiența inhibării tuturor aminelor crește odată cu creșterea concentrației de amine, dar scade odată cu creșterea concentrației de HCI și H2SO4.
Cuvinte cheie: Coroziune, inhibiție, metodă de scădere în greutate, metodă termometrică, acoperire a suprafeței, rată de coroziune.
INTRODUCERE
Oțelul ușor găsește o varietate de aplicații din punct de vedere industrial, în scopuri mecanice și structurale, cum ar fi lucrarea podurilor, construcția, plăcile cazanelor, piesele motoarelor cu aburi și automobilele. Găsește diverse utilizări în majoritatea industriilor chimice datorită costului redus și disponibilității ușoare pentru fabricarea diferitelor vase de reacție, rezervoare, țevi etc. Deoarece suferă de coroziune severă într-un mediu agresiv, trebuie protejat. Acizi precum HCl și H2S04 au fost folosiți pentru operațiuni de forare, băi de decapare și în procesele de detartrare 1 .
Coroziunea apare de obicei la suprafețele metalice în prezența oxigenului și a umezelii, implicând două reacții electrochimice. Oxidarea are loc la locul anodic, iar reducerea are loc la locul catodic. În mediul acid, predomină reacția de evoluție a hidrogenului. Inhibitorii de coroziune reduc sau previn aceste reacții. Acestea sunt adsorbite pe o suprafață metalică și formează o barieră la oxigen și umiditate prin complexarea cu ioni metalici sau prin îndepărtarea corodanților din mediu. Unii dintre inhibitori facilitează formarea filmului pasivant pe suprafața metalică.
În general, compușii organici care conțin heteroatomi precum O, N, S și, în unele cazuri, Se și P, funcționează ca inhibitori de coroziune foarte eficienți 2-11. Eficiența acestor compuși depinde de densitatea electronilor prezenți în jurul heteroatomilor 12. Eficiența inhibiției depinde, de asemenea, de numărul de centre active de adsorbție din moleculă, de densitatea sarcinii, dimensiunea moleculară, modul de adsorbție și formarea complexelor metalice. Heteroatomii precum N, O, S și, în unele cazuri, Se și P sunt capabili să formeze legătură coordonată-covalentă cu metal datorită perechilor lor libere de electroni. Compușii cu legăturile π prezintă, de asemenea, în general proprietăți inhibitoare bune datorită interacțiunii π-orbitale cu suprafața metalică. Bazele Schiff cu legătură -C = N au ambele caracteristici de mai sus combinate cu structura lor care le fac inhibitori potențiali de coroziune eficienți 13 .
Coroziunea oțelului ușor și a aliajelor sale în diferite medii acide a fost studiată pe larg 14-16. Efectul diferiților liganzi care conțin azot sintetizați din monoamine alifatice și aromatice, diamine și diferite aldehide a fost verificat asupra dizolvării oțelului ușor în soluții de HCl și H2S04.
În prezenta investigație, eficiența de inhibare a trei baze Schiff și anume. N- (4-N, N-dimetilaminobenzal) -p-anizidină (SBj), N- (4-N, N-dimetilaminobenzal) -p-toluidină (SB2) și N- (4-N, N-dimetilaminobenzal) - 2,4-dinitroanilina (SB3) au fost evaluate în diferite concentrații de HCI și H2SO4 cu concentrații diferite de baze Schiff sintetizate. Eficiența de inhibare a bazelor Schiff sintetizate a fost comparată cu aminele lor mamă.
EXPERIMENTAL
Au fost luate specimene dreptunghiulare din oțel moale de dimensiunea 2,0 X 2,0 X 0,03 cm care conțin o gaură mică de aproximativ 2 mm diametru lângă marginea superioară. Compoziția chimică a specimenului a fost de 99,3% Fe, 0,2% C, 0,3% Mg, 0,14% Si și 0,04% S. Probele au fost tăiate dintr-o foaie de oțel și au fost curățate prin polizare pentru a produce un finisaj fără pată și apoi degresate. S-au preparat diferite soluții de HCI și H2SO4 folosind apă dublă distilată. Toate substanțele chimice utilizate au avut un grad de reactiv analitic. Diferite baze Schiff au fost sintetizate prin metode convenționale 17-18 .
Fiecare specimen a fost suspendat de un cârlig de sticlă în formă de V realizat din tuburi capilare și scufundat într-un pahar de sticlă conținând 50cc din soluția de testat la temperatura camerei. După un anumit timp de expunere, probele au fost scoase, spălate bine cu benzen și apoi uscate cu uscător de aer cald și apoi s-a luat greutatea finală a fiecărui specimen. S-a calculat pierderea în greutate. Procentul de eficiență de inhibare (η%) al inhibitorilor a fost calculat utilizând următoarea formulă 19:
Unde uMu și ΔMi sunt pierderea în greutate a metalului în soluție neinhibată și respectiv în soluție inhibată.
Ratele de coroziune în mmpy (milimetri pe an) sunt exprimate ca 20:
Unde ΔM este pierderea în greutate a eșantionului în mg, A este aria de expunere a eșantionului în cm pătrat, T este timpul în ore și d este densitatea eșantionului în gm/cm 3 .
Gradul de acoperire a suprafeței (9) poate fi calculat ca:
Unde ΔMu și ΔMi. sunt pierderea în greutate a metalului în soluție neinhibată și respectiv în soluție inhibată.
Eficiențele inhibiției au fost, de asemenea, calculate folosind metoda termometrică. Aceasta implică imersiunea unui singur eșantion de măsurare 2,0x2,0x0,03 cm într-o cameră de reacție izolantă având 50cc de soluție la o temperatură inițială a camerei. Schimbările de temperatură au fost măsurate la intervale regulate folosind un termometru cu o precizie de 0,1 C. Inițial creșterea temperaturii a fost lentă, apoi rapidă, atingând o valoare maximă și apoi scăzută. S-a notat temperatura maximă. Eficiența procentuală de inhibare (η%) a fost calculată ca 21: