Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах - Иванов Е.С.
Скачать (прямая ссылка):
получим
V = YoTb• _ (2-47>
Как следует из уравнения (2.44), в зависимости от конкретных условий применения ингибитора могут проявляться либо оба эффекта (адсорбционный и блокировочный), либо один из них. Блокировочный или адсорбционный эффекты в принципе могут быть определены из независимых данных различными методами, преимущества и недостатки которых рассмотрены в [51].
Л. И. Антропов проверил уравнение (2.44) на примере ингибирования коррозии железа в серной кислоте производными пиридина и анилина. Им было показано, что в области малых и средних заполнений поверхности ингибитора вклад величины уа в торможение существенно выше.-уь. На основании этого был сделан вывод, что в кислых средах производные пиридина и анилина вызывают преимущественно адсорбционный эффект торможения, обусловленный возникновением положительного ^'[-потенциала.
В [65] с использованием метода предельного тока «модельной» реакции выделения водорода на железе в хлоридных растворах и уравнения (2.44) был установлен механизм действия ингибитора БА-6.
Теория Л. И. Антропова позволяет объяснить ряд опытных закономерностей, таких, как зависимость защитного действия ингибиторов от кислотности раствора, природы металла и влияния кислородной деполяризации, а также синергизм действия ингибиторов [50].
2.4. СВЯЗЬ МЕХАНИЗМА ДЕЙСТВИЯ ИНГИБИТОРОВ С КИНЕТИКОЙ ИХ АДСОРБЦИИ НА МЕТАЛЛЕ
С. М. Решетниковым [12, 49] предложен метод дифференциации блокировочного и энергетического эффектов торможения коррозионных процессов на основе анализа кривых спада тока i—т и сопоставления их с соответствующими кинетическими изотермами адсорбции. В соответствии с [49] уменьшение тока Ai' = io—i (to — ток до введения ингибитора при т=0) интерпретируется как адсорбция ингибитора, тормозящего коррозионный процесс по блокировочному или энергетическому механизмам. Для блокировочного эффекта
i==I0(l-e), (2.48>
для энергетического
i = i0exp(~K\b). (2.49>
Решая (2.48) совместно с уравнениями (2.12)—(2.14) можно получить зависимости, связывающие блокировочный механизм торможения с характером неоднородности поверхности: для однородной поверхности
In (*„/()= Я, т, (2.50)
для равномерно неоднородной
д i = ш0 + Ы0 1пт, (2.51)
для экспоненциально неоднородной
In М = b1 In t0 -f п In т. (2.52)
Аналогично, в случае энергетического эффекта торможения, решая поочередно (2.49) совместно с (2.12), (2.13) и (2.14), получим: для однородной поверхности
In\nim = 1пЛ:1 — К2т, (2.53)
34
для равномерно неоднородной
In («„//) = at + а2 In т и для экспоненциально неоднородной
In In (t0/i) = In 62 + п 1пт.
В уравнениях (2.50) —(2.55) („==« при т=оо и 6=1 константы.
Критерием правильности выбранного механизма сти поверхности металла является линейность'одного из уравнений (2.50)—(2.55) в соответствующих координатах.
На рис. 8 в качестве примера представлены экспериментальные результаты полученные при ингибировании катодного процесса выделения водорода иа железе и никеле в 1 М НС1 пиридином и бутирдиолом [12, 49]. Видно, что при
(2.54) (2.55)
а, а\, а% Ь\, Ьг, Ки Кг —¦ и характера неодиородно-
Рис. 8. Зависимости lgv—1 gT при ингибировании катодного процесса на железе в 1М НС1 пиридином (1) и At— IgT при ингибировании катодного процесса на никеле в Ш HCI бутиндиолом (2)
о,51дг(2)
адсорбции пиридина на никеле и железе выполняется уравнение (2.54). Это свидетельствует об энергетическом механизме торможения и об адсорбции пиридина на равномерно-неоднородной поверхности. Адсорбция бутиндиола на железе и никеле также протекает на равномерно-неоднородной поверхности, при блокировочном механизме торможения (соответствие уравнению 2.51). Полученные результаты согласуются с данными, полученными другими методами, что свидетельствует о правильности предложенного метода.
Предложенный метод определения кинетических параметров адсорбции может быть весьма полезен при разработке и подборе ингибиторов для процессов непрерывного травления.
3. НЕКОТОРЫЕ
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ИНГИБИТОРОВ В КИСЛЫХ СРЕДАХ
В настоящее время установлен ряд закономерностей действия ингибиторов коррозии, позволяющих целенаправленно подходить к их выбору. Ниже рассмотрены
некоторые из них.
3.1. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ МАКСИМУМ ИНГИБИТОРНОГО ЭФФЕКТА
Впервые был обнаружен С. А. Балезиным для ингибиторов коррозии сталей в кислых средах [66, с. 3]. Для большинства ингибиторов с увеличением температуры агрессивной среды наблюдается вначале возрастание ингибиториого
^ За'к. 258
эффекта у, а затем по достижении определенной температуры, снижение его-(рис. 9). Подобная зависимость была объяснена С. А. БалезиньЛ по аналогии с каталитическими процессами, изменением природы адсорбции ингибиторов. При невысоких температурах ингибитор адсорбируется физически, а затем с увеличением температуры физическая адсорбция переходит в химическую. Падение иигибиторного эффекта с дальнейшим повышением температуры связывается с десорбцией ингибитора с поверхности корродирующего металла. Для большинства исследованных ингибиторов максимум иигибиторного эффекта лежит в пределах 60— 80"С. С увеличением концентрации кислоты и концентрации ингибитора, значение максимума иигибиторного эффекта как правило возрастает (рис. 10).
