Курсовая работа: Влияние концентрации аниона хлора на адсорбцию органического соединения реакционной серии оксиазометина на цинковом электроде

Продлить сроки эксплуатации различных металлоконструкций до их морального износа – основная цель решения многовековой проблемы коррозии металлов. До настоящего времени она не решена в мировом масштабе. (1)

1.3 Ингибиторы

Вопрос о повышении эффективности защиты металлов от коррозии с помощью ингибиторов возник одновременно с их промышленным применением.

Процесс поиска веществ, обладающих свойствами ингибиторов, интенсивно продолжается во многих странах.

Ингибитор не должен влиять на ход технологических процессов и качество получаемой продукции. Он не должен оказывать вредного влияния на качество металла при его травлении в ингибированных кислотах и существенно замедлять растворение окалины. Применение ингибиторов должно быть простым и не усложнять имеющихся технологий. (3)

Значительное влияние на развитие теории ингибирующего действия специальных добавок оказали исследования А.Н. Фрумкина и его сотрудников. Современные представления электрохимической кинетики позволяют в ряде случаев предвидеть направление течения той или иной реакции при введении в электролит специальных добавок. Удалось объяснить основные закономерновсти, наблюдающиеся при использовании в качестве ингибиторов галоидных ионов, органических катионов и соединений молекулярного типа. Экспериментальные данные показали, что многие химические соединения адсорбируются на поверхности металла в сообветствии с изотермами Ленгмюра или Темкина.(7)

Ингибиторами коррозии называются химические вещества, введение небольших количеств которых в агрессивную среду, уменьшает скорость саморастворения металлов.

Многими исследователями установлено, что наиболее эффективными ингибиторами являются органические соединения, содержащие в своём составе функциональные группы с атомами N, S, P, O, а также вещества с ненасыщенными связями. Наибольшего внимания заслуживают азотсодержащие соединения – амины, производные пиридина, а также некоторые технические ингибиторы, синтезированные на их основе.

- Классификация ингибиторов:

- по механизму действия – катодные, анодные, смешанные;

- по химической природе – неорганические, органические, летучие;

- по природе агрессивной среды – ингибиторы в кислых, щелочных и нейтральных средах.

Действие ингибиторов обусловлено изменением состояния поверхности металла вследствие адсорбции или образования с катионами металла труднорастворимых соединений. Защитные слои, создаваемые ингибиторами, всегда тоньше гальванических или лакокрасочных покрытий. Толщина таких слоёв соизмерима с размерами молекул органических соединений, поэтому их можно ассоциировать с нано-защитным и слоями.

Адсорбционные ингибиторы коррозии могут действовать двумя путями: уменьшать площадь активной поверхности или изменять энергию активации коррозионного процесса.

Классификация на катодные, анодные и смешанные указывает на воздействие ингибиторов на кинетику сопряжённых реакций. (8)

Ингибиторы катодного типа тормозят только катодную реакцию восстановления окислительного компонента среды. При этом потенциал коррозии уменьшается (смещается в сторону отрицательных значений). Ингибиторы анодного типа, соответственно, тормозят только анодную реакцию окисления металла. Потенциал коррозии в присутствии анодного ингибитора становится более положительным (увеличивается). Ингибиторы смешанного типа тормозят обе частные электродные реакции. Потенциал коррозии при это либо не меняется, либо смещается незначительно в ту или иную сторону.

Ингибиторы пассивирующего тип в большинстве случаев подавляют анодное растворение металла, но пассивации может способствовать и ускорение ими катодной реакции, как это происходит при пассивации железа анионом динитробензойной кислоты. (9)

1.4 Пути повышения эффективности ингибиторов

Все эффекты, приводящие к снижению скорости коррозии при добавлении в кислые растворы ПАВ, связаны с адсорбцией добавок. Поэтому повышение адсорбируемости ПАВ в общем случае должно сопровождаться увеличением их эффективности как ингибиторов.

Повышение эффективности следует ожидать от ПАВ, проявляющих одновременно и блокировочный, и Ψ1-эффекты. При введении такого ингибитора суммарный эффект будет определяться величинами γθ и γΨ1 . Одновременного проявления обоих эффектов можно ожидать, в частности, когда катионоактивный ингибитор содержит в своём составе хорошо адсорбирующиеся анионы, усиливающие адсорбцию органических катионов. Именно этому явлению обязаны так называемые эффекты межмолекулярного синергизма , когда сложный ингибитор обладает большим защитным эффектом, чем составляющие его компоненты.

Новым направлением в создании комбинированных ингибиторов можно назвать подбор смесей из органических и неорганических соединений. Одной из причин повышения эффективности органического компонента являются контактное осаждение ионов металлов на поверхности корродирующего металла. Осадок металла изменяет заряд поверхности, и по этой причине – условия адсорбции органического компонента смеси.

Химическая структура и защитное действие органических ПАВ – ингибиторов коррозии – детально обсуждены в монографии В.П. Григорьева и В.В. Экилика (4) и других работах. (3)

1.5 Способы оценки эффективности действия ингибиторов

Существуют различные количественные показатели оценки эффективности действия ингибиторов. Наиболее распространённый – по потере массы металла в единицу времени с единицы поверхности. В этом случае эффективность защиты оценивают коэффициентом торможения (ингибиторным эффектом) γ или степенью защиты z. Ингибиторный эффект показывает, во сколько раз ингибитор замедляет скорость коррозии и вычисляется по формуле.

γ = ρ0/ρ,

где ρ, ρ0 – скорости коррозии в присутствии ингибитора и без него.

Степень защиты характеризует полноту коррозии и вычисляется обычно в процентах.