Квантово-химические расчеты применительно к пав-ингибиторам атмосферной коррозии стали Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

КВАНТОВОХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ПАВ-ИНГИБИТОРАМ АТМОСФЕРНОЙ КОРРОЗИИ СТАЛИ

© Н.В. Локтионов

Методом АМ1 проведены расчеты для индивидуальных аминов, амидов высших карбоновых кислот; представителей гомологических смесей ПАВ, используемых как ингибиторы коррозии. Распределение зарядов в молекуле ингибитора рассчитали при построении динамических структур молекул.

В табл. 1 приведены данные по методу АМ1 при температуре 300 К, в вакууме, при шаге 100, без учета геомет-

8 8

рической оптимизации молекул. -аС = и -юС = -

ближайший и наиболее удаленный от полярной группы атом углерода. ц гомологов растет с ростом длины Я. По величине ц ПАВ разной природы образуют ряд: цДСООН) > ц(НСОМН2) > ц(КЫН2). 8 на атоме азота в молекулах амидов отрицательнее такового в аминах. 8(аС) при переходе от аминов к амидам меняет знак. Длина молекулы позволяет оценить толщину хемосорбированного монослоя ПАВ на металлической поверхности при условии нормальной ориентации Я к поверхности электрода.

Таблица 1

Дипольный момент (ц, Д), расстояние (1, А), заряд (8) динамической структуры молекул

ПАВ ц, Д 1 ЛТ-а& А / 1 О-аС А 8 - N = 8 О = 8 -а С = - 8 III Длина молекулы, А

(Сю^ЬКН 1,32 1,48/- -0,29 - -0,09 -0,21 10,23

С10Н21Ш2 1,38 1,44/- -0,35 - -0,08 -0,21 12,19

С12НззЫН2 1,44 1,43/- -0,36 - -0,08 -0,21 14,19

с^ы^ 1,50 1,43/- -0,33 - -0,08 -0,21 16,00

С16НззКН2 1,50 1,43/- -0,40 - -0,08 -0,21 18,10

С^КН, 1,55 1,41/- -0,40 - -0,07 -0,21 18,90

С10Н21СОКН2 3,90 1,37/1,25 -0,43 -0,37 +0,30 -0,21 11,80

С17НззСОЫН2 3,90 1,38/1,27 -0,44 -0,37 +0,30 -0,21 20,20

С21Н43СООН 4,00 -/1,20 - -0,39 +0,29 -0,21 21,90

СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ ПАВ И СВОЙСТВА ИХ РАСТВОРОВ

© Н.В. Локтионов

Разные ПАВ, как активное начало противокоррозионных составов, обладают различной защитной эффективностью, которую принято связывать с донорно-акцепторным взаимодействием полярной группы (чаще атома азота, имеющего дробный заряд) с адсорбционными центрами на металлической поверхности. Распределение зарядов в молекуле ингибитора меняется при переходе от статических структур к динамическим. В таблице 1 приведены данные по методу АМ1 для аминов, амидов карбоновых кислот при 300 К, в вакууме, шаге 100 в условиях геометрической оптимизации.

-аС = и -юС = - ближайший и наиболее удаленный от полярной группы атом углерода.

цпер > цвтор, длина связи аС-Ы постоянна. При росте Я на гетероатоме увеличивается отрицательный заряд, который понижается при переходе от первичных к вторичным аминам. Дипольный момент ЯСОЫН2 не зависит от длины и природы Я и превышает таковой КЫН2, уступая ц ЯСООН. 1Ы-аС и 1О-аС, в молекулах амидов постоянны и отличаются от таковых других 8 8

ПАВ. О = и -аС = в молекулах амидов превышает