Остаточное защитное действие некоторых ингибиторов и их смесей при кислотной коррозии ряда металлов - Автореферат

Особый интерес представляет оценка защитного действия адсорбированного ингибитора после перемещения изделия в агрессивную среду, но уже не содержащую данный ингибитор. Цель исследования: Изучить остаточное защитное действие ингибиторов (ОЗД) кислотной коррозии и их смесей как функцию ряда внешних факторов. Впервые показано, что коррозия железа и цинка в 1M HCL в условиях остаточного защитного действия ингибитора протекает через несколько стадий десорбции предварительно адсорбированных молекул ингибитора. Зависимость длительности остаточного защитного действия ингибитора ? от его концентрации С, температуры T фонового раствора, суммы парциальных полярных констант описываются уравнениями: , , (где N - мольная доля ингибитора i при их числе n). Найденные зависимости длительности остаточного защитного действия ингибиторов от ряда внешних факторов (температура, концентрация, полярность заместителя, наличие анионов в растворе предварительной адсорбции) могут служить основой для целенаправленного подбора ингибиторов с большим остаточным защитным действием.Коррозию Zn и Fe исследовали в 1M растворе HCL после предварительной обработки электродов из этих металлов в течение 24 (для Fe) и 5 (для Zn) часов в 1M растворе HCL с добавкой АМТ при его концентрациях 0,1 - 0,0006 моль/л. Адсорбционный слой молекул ингибитора, сформированный на поверхности электрода в ванне предварительной адсорбции, при его переносе в фоновый (т.е. без ингибитора) раствор начнет разрушаться. С момента погружения предварительно обработанного электрода раствором малой концентрации ингибитора фактически сразу начинается снижение Z и определить четко величины t1 и t2 не представляется возможным, рис.1. При С=6•10-4 моль/л на Zn участок 1 в отличии от Fe электрода практически отсутствует, и через ? 24 часа с момента погружения Zn электрода в фоновый раствор начинает протекать десорбция физически адсорбированных молекул ингибитора (участок 2), которая наблюдается до полного прекращения защитного действия ингибитора, т.е. участок 3 - десорбция хемосорбированных частиц полностью отсутствует. Иными словами, сравнивая с поведением Fe электрода в этих условиях, можно констатировать, что в рассматриваемом случае есть только 1 ступень, т.е. десорбция физически адсорбированных частиц ингибитора, а 2 стадия - ослабление прочности связи хемосорбированных частиц ингибитора с поверхностью Zn электрода и их последующая десорбция (3 стадия) для Zn отсутствует.При исследовании остаточного защитного действия ингибиторов (реакционной серии о-оксиазометина, 1-метил-3-(3-фталимидо-2-гидроксипропил)-2-иминобензимидазолина, 4-амино-3-метил-1,2,4триазоментион-5) на кислотную коррозию Fe, Ni, Zn и Al было показано: 1. Впервые установлено, что коррозия железа и цинка в 1M HCL в условиях остаточного защитного действия ингибитора протекает через несколько стадий десорбции предварительно адсорбированных молекул ингибитора. В условиях остаточного защитного действия при коррозии изученных металлов происходит изменение во времени ряда электрохимических характеристик (?Е, ?", K), которые отражают поэтапную десорбцию предварительно адсорбированного ингибитора. Впервые показано, что изменение во времени остаточного защитного действия при коррозии Fe, Ni, Zn и Al в присутствии индивидуальных соединений производных о-оксиазометина и их смесей может быть интерпретировано с позиций принципа линейного соотношения свободных энергий реакции (принцип ЛСЭ). Впервые привлечен принцип Пирсона для трактовки закономерностей остаточного защитного действия ингибиторов.

2. Основное содержание работыОсновное содержание диссертации отражено в следующих работах

1. Шпанько С.П., Григорьев В.П., Плеханова Е.В., Анисимова В.А. Влияние природы и концентрации аниона на механизм остаточного защитного действия органического ингибитора коррозии железа в серной кислоте // Коррозия: материалы, защита. № 8, 2009. С.34-39.

2. Григорьев В.П., Шпанько С.П., Богинская В.В., Плеханова Е.В. Остаточное защитное действие производных о-оксиазометина при коррозии железа в 1 М растворе H2SO4 // Физико-химия поверхности и защита металлов. №1, 2010. С. 88-92.

3. Шпанько С.П., Григорьев В.П., Плеханова Е.В., Анисимова В.А. Ингибирующее и остаточное защитные действия производного бензимидазола при кислотной коррозии железа // Физико-химия поверхности и защита металлов. №2, 2010. С. 208-213.

4. Григорьев В.П., Шпанько С.П., Плеханова Е.В., Богинская В.В., Бурлов А.С. Защитные свойства некоторых предварительно адсорбированных ПАВ при коррозии ряда металлов с водородной и металлической деполяризацией // Тез. докл. Всероссийской конф. «Физико-химические аспекты технологии наноматериалов, их свойства и применение». М.: НИФХИ, 2009. С.134.

5. Шпанько С.П., Плеханова Е.В., Григорьев В.П., Анисимова В.А, Сушкова О.В. Адсорбционно-десорбционные процессы при коррозии Ni в серной кислоте в присутствии производного бензимидазола // Тез. докл. Всероссийской конф. «Физико-химические процессы в конденсированных состояниях и на межфазных границах» (ФАГРАН-2008). Воронеж.: ВОРГУ, 2008. Т.1, С. 283.

6. Шпанько С.П., Григорьев В.П., Плеханова Е.В., Рыбакова Ю.А., Бурлов А.С. Остаточное защитное действие реакционной серии оксиазометина при кислотной коррозии алюминия // Коррозия: материалы, защита. №9, 2010. С. 22-27.

7. Григорьев В.П., Шпанько С.П., Плеханова Е.В., Бурлов А.С., Анисимова В.А. Привлечение концепции Пирсона к трактовке зависимости длительности остаточного защитного действия органических ингибиторов как функции природы металла и аниона // Коррозия: материалы, защита. №4, 2011. С.39-43.

8. Плеханова Е.В., Шпанько С.П., Григорьев В.П., Бурлов А.С Зависимость остаточного защитного действия органических ингибиторов кислотной коррозии sp-металлов от их строения и концентрации галоидного иона. //Тез. докл. Всероссийской конф. «Физико-химические процессы в конденсированных состояниях и на межфазных границах» (ФАГРАН-2010). Воронеж.: ВОРГУ, 2010. Т.1. С. 142.

9. Григорьев В.П., Шпанько С.П., Плеханова Е.В., Богинская В.В Коррозионно-электрохимическое поведение некоторых металлов в условиях адсорбции смеси соединений одной или нескольких реакционных серий // Тезисы 9-го Международного Фрумкинского симпозиума.

10. Grigoriev V.P., Shpan’ko S. P., Plekhanova E.V., Boginskaya V.V., Burlov A.S. The protective properties of some primarily adsorbed surfactants displayed in the corrosion of a number of metals accompanied by hydrogen and metal depolarization // The European Corrosion Congress.- М.: МАКС Пресс, 2010. С.120.

Размещено на .ru

При исследовании остаточного защитного действия ингибиторов (реакционной серии о-оксиазометина, 1-метил-3-(3-фталимидо-2-гидроксипропил)-2-иминобензимидазолина, 4-амино-3-метил-1,2,4триазоментион-5) на кислотную коррозию Fe, Ni, Zn и Al было показано: 1. Впервые установлено, что коррозия железа и цинка в 1M HCL в условиях остаточного защитного действия ингибитора протекает через несколько стадий десорбции предварительно адсорбированных молекул ингибитора. Стадии отражают последовательно меняющийся характер адсорбционных сил, удерживающих молекулы ингибитора на поверхности металла. Их число и характер зависят от природы металла, ПАВ и других внешних факторов.

2. В условиях остаточного защитного действия при коррозии изученных металлов происходит изменение во времени ряда электрохимических характеристик (?Е, ?", K), которые отражают поэтапную десорбцию предварительно адсорбированного ингибитора.

3. Впервые показано, что изменение во времени остаточного защитного действия при коррозии Fe, Ni, Zn и Al в присутствии индивидуальных соединений производных о-оксиазометина и их смесей может быть интерпретировано с позиций принципа линейного соотношения свободных энергий реакции (принцип ЛСЭ).

4. Характер изменения остаточного защитного действия производных реакционной серии о-оксиазометина при коррозии в 1М H2SO4 переходных (Fe и Ni) и непереходных (Zn и Al) металлов от изученных внешних факторов (?, С, Т)- аналогичен.

5. Описана зависимость изменения приэлектродной концентрации десорбированной добавки с поверхности Al электрода как функция времени с момента начала десорбции и температуры раствора. На ее основе оценено изменение эффективной энергии активации коррозии Al в ходе десорбции ингибитора как функция времени.

6. Впервые привлечен принцип Пирсона для трактовки закономерностей остаточного защитного действия ингибиторов. Влияние анионов на величины Kt и ? для изученных смесей определяются природой металла и аниона. С позиций принципа жестко-мягких кислот и оснований Пирсона установлено: - для мягких металлов (Fe и Ni) увеличение концентрации жестких анионов (Cl- и Br-) в растворе предварительной адсорбции приводит к увеличению Kt и ?, мягких (CNS- и тиомочевины) - к снижению этих характеристик;

- для жестких металлов (Al и Zn) - в тех же условиях жесткие анионы снижают, а мягкие увеличивают Kt и ?.

7. На основе измерения емкости ДЭС найдены степени экранирования поверхности электродов молекулами предварительно адсорбированного ингибитора, а также соответствующие им типы изотерм десорбции ингибитора на Al и Fe в условиях остаточного защитного действия и его изменения во времени.

8. При адсорбции соединений РС оксиазометина с нуклеофильными и электрофильными заместителями на поверхности алюминия из 1М раствора H2SO4 степень экранирования тем выше, чем более полярен заместитель в молекуле оксиазометина. Рост CKCL сопровождается увеличением ?t и ??КСL, увеличение CKCNS, наоборот, способствует снижению ?t" и ??КСNS. С увеличением CKCL растет «ажурность» и энергетическая неоднородность поверхности металла. Сильная специфическая адсорбция KCNS нивелирует энергетическую неоднородность поверхности твердого металла при всех исследованных концентрациях роданида калия.

9. Впервые на основе формальной теории ингибиторов кислотной коррозии Л.И. Антропова определены парциальные активационный и блокировочный коэффициенты торможения в условиях остаточного защитного действия как функции времени.