7SALSOLA OPPOSITIFOLIANING EKSTRAKTINI SUV BILAN SOVUTISH TIZIMIDA SAMARALI INGIBITOR SIFATIDA QO'LLASH TADQIQOTI
Abror Karim ug'li Nomozov
Toshkent kimyo-texnologiya ilmiy-tadqiqot instituti doktoranti abrornomozov055@ gmail. com
Xasan Soyibnazarovich Beknazarov
Toshkent kimyo-texnologiya ilmiy-tadqiqot instituti professori
hasan74@mail.ru
Sarvinoz Gayrat qizi Yo'ldosheva
Termiz davlat universiteti, kimyo ta'lim yo'nalishi talabasi
Ushbu maqolada, Salsola oppositifolia o'simligidan olingan yashil ingibitorni suv bilan sovutish tizimidagi metall konstruksiyalarini korroziyadan himoya qilish tadqiqoti olib borilgan. Yashil ingibitorini ingibirlash samaradorligini aniqlashda turli temperatura(25, 40 va 60 0C) va turli xil konsentratsiyalar (200mg/l, 400 mg/l, 600mg/l va 1000 mg/l) da amaliy tajribalar o'tkazildi. Yashil ingibitorining 1g/l konsentratsiya va 40 0C haroratda ingibirlash smaradorligi 97.86% gacha ekanligi IES va gravimetrik metod yordamida aniqlandi. Olingan po'lat namunasi SEM analizlari bilan o'rganildi va tahlil qilindi.
Keywords: Salsola oppositifolia, yashil ingibitor, SEM, EIS
Suv bilan sovutish tizimi neftni qayta ishlash, oziq-ovqat sanoatida va boshqa ishlab chiqarish korxonalaridagi issiqlik ajralib chiqadigan jarayonlarini sovutishda foydalaniladi.
Bu tizimdagi qurilmalar korroziyaga chidamsiz po'latdan qurilgan.
Kimyoviy reaksiyalar asosida sintez qilinayotgan korroziya ingibitorlari samaradorligi yuqori bo'lishiga qaramasdan, atrof muhitga toksinli manbalardan biri bo'lishiga sabab bo'lmoqda. Shu sababdan so'ngi yillarda, tabiiy manbalardan olinayotgan ingibitorlardan ya'ni yashil ingibitorlarga bolgan qiziqish va talablar ortib bormoqda. Bu maqsad uchun
ABSTRACT
KIRISH
o'simliklarning turli qismlaridan olingan ekstraktlarni yashil
March, 2022
ingibitor sifatida qo'llash borgan sari kengayib bormqoda, masalan: barglar, qobiqlar va urug'lar[1-5].
ADABIYOTLAR TAHLILI VA METODOLOGIYA
Bizga, ma'lum bo'lgan ko'pchillik organic ingibitorlarning tarkibida N, O, S, P elementlarini saqalagan geteratomli birikmalar va ular asosidagi NH, NH2, C=O, OH, COOH va CHO kabi funksional guruhlardan tashkil topgan. Bu geteroatomli birikmalardagi n elekrtonlar po'lat yuzasidagi temir atomlarining bo'sh d-ortbitallari bilan electron-donor akseptor mexanizimi asosida bog'lanish hosil bo'ladi. Natijada, bu organik getroatomli molekula tarkibidagi funksional guruhlar sababli temir atoming aktivligini bloklaydi va korroziyalanish darjasini sezilarli darajada kamaytiradi[6-10].
Sanoatda metall konstruksiyalarini korroziyadan himoya qilishda nafaqat kislotali yoki natriy xloridli muhitlarda balki kalsiy karbonatli eritmasi muhitidagi ham metallarni korroizyadan himoya qilish dolzarb muommolardan biriga aylangan. Bunda asosan tarkibidagi tuzlari miqdori normadan bir necha barobar yuqori bo'lgan joylarda qo'llanildigan metallarni korroziyalanishini oldini olish muhim ahamiyat kasb etmoqda. Shu sababdan ham, Lycium Essential Oils (LEO) yashil ingibitorini CaCO3 muhitda ingibirlash mexanizimini nanozarrachalar qo'shilgan membranali texnologiyalar, elektrokimyoviy impedans spektroskopiyasi (EIS) va xronoamperometriya kabi usullardan foydalanib o'rganishgan. Xulosa qilishlaricha, yashil ingibitor tarkibida antioksidanlar bo'lib, ular kalsiy kationlari bilan komplekslar hosil qilishi yo'li bilan CaCO3 ning cho'kishini orqaga suradi[11].
Salvia officinalis 2500 mg/L konsentratsiyada 96% samaradorlikni [12], Osmanthus fragran ekstraktining 340 mg/L konsentratsiyada 94% ingibitorlik smaradorlikni[13], Musa paradisiac ekstraktining 300 mg/L konsentratsiyada 90% ingibitorlik smaradorlikni[14], Mangrove tannins 6000 mg/L konsentratsiyada 89%[15], Jasminum nudiflorum ekstraktining 1000 mg/L konsentratsiyada 92%[16], Lawsonia inermis ekstraktining 1200 mg/L konsentratsiyada 92%[17], Dendrocalamus brandisii ekstraktining 1000 mg/L konsentratsiyada 90% [13], Kola nitida ekstraktining 1200 mg/L konsentratsiyada 78%[18], Murraya koenigii ekstraktining 600 mg/L konsentratsiyada 96% ingibirlash samaradorliklarini ko'ratgan[19].
Laboratoriya sharoitida sovutish tizimidagi suvni tarkibiga yaqin tarkib tayyorlandi, ishchi suvning tarkibi va xossalari
quyudagicha: umumiy qattiqligi 6.3 mg-ekv/l, umumiy ishqor
March, 2022
2.08mg-ekv/l, Ca2+-4.2 mg-ekv/l, Mg2+-2.1 mg-ekv/l, HC0-3-2.00 mg-ekv/l, CO32" 0.08mg-ekv/l, pH=8-9. Bu tarkib "Sho'rtan" gaz kompleksdagi sovutish tizimidagi suv tarkibiga yaqin hisoblnadi.
Metall samples of steel (St. 20) with a size of 20x50x2 mm and a steel sample containing the following: Fe 97,755-97,215%, C 0,17-0,24%, Si 0,17-0,37%, Mn0,35-0,65%, Ni up to 0,3%, S up to 0,04%, P up to 0.035%, Cr up to 0.25%, Cu up to 0.3%, As up to 0.08%.
Salsola oppositifolia o'simligining kuzgi vaqtda pishib yetilgan yer ustki poyasidan olingan qismini maydalab olinib, ekstraksiya qilish uchun metanol bilan bir sutka arlashtirib qo'yildi. Qariyib, 24 soatdan keyin aralashma filtirlab olindi va 75 0C haroratda metanol bug'latilib quruti olindi. Olingan quruq massani yashil ingibitor sifatida foydalanildi.
Gravimetrik usul
Gravimetrik usul bu-laboratoriya sharoitida metallning korroziyalanish tezligini aniqlashda keng foydalaniladigan va samarali usullardan biri hisoblanadi. Bunda sinovdan o'tkazilayotgan metal, eritmaga ingibitor qo'shilgan va qo'shilmagan holatdagi massa yo'qotishlari farqiga qarab aniqlanadi. Shuningdek, biz po'latning korroziya tezligini aniqlash turli harorat va turli konsentratsiyalarda amaliy tajribalar olib bordik. Tajriba uchun olingan po'lat namunasini 24 soatdan 240 soatgacha bo'lgan vaqt oraiqlarida korroziyalanish tezligini aniqladik. Buning uchun turli konsentratsiya va ma'lum haroratlar oralig'i intervalida po'lat elektrodining korroziya tezligini aniqlash uchun tajriba ishlari olib borildi, va ingibitorli va ingibitorsiz eritmalarda tajriba bilan bog'liq korroziya tezligi (K) va og'irlik yo'qotishlarini (X) gravimetrik metodga asoslanib aniqlandik.
Bu yerda: mi - metall namunasining dastlabki og'irligi, g: m2 - metall namunasining ta'sirlashishda keying og'irligi, g: S -amaliy tajriba uchun olingan namunaning yuza maydoni, m2: t1 - ta'sirlashish vaqti, soat, kun.
NATIJALAR VA MUHOKAMA Elektrokimyoviy impedans spektroskopiyasi
Salsola oppositifolia ekstraktining ingibirlash
A = ■ - __--[r/M 2•sutka] (2.3),
X = ^ . L c,0, z=ioo - x, % (2.4),
samaradorligini CS-350 "Corrosion test" (2-rasm)qurilmasidan
March, 2022
foydalanib o'rganildi va tahlil qilindi. Bunda, ingibitorsiz va turli konsnetratsiyadi ingibitorli holatlardagi suvutish tizimidagi suvda po'lat namunalarinig Nyquist nuqtalari 1 rasmda keltirilgan.
1-rasm. Salsola oppositifolia ektraktining turli konsentratsiyalarda sovutish tizimidagi po'latni korroziyadan himoyalashdagi Nyquist nuqtalari.
2-rasm. CS-350 markali "Corrosion test"qurilmasi
1 rasmdan ko'rishimiz mumkinki, ingibitor konsentratsiyasi oshib borishi bilan Nyquist nutalari soni polarizatsiya qarshiligiga mutanosib bo'lganligi sababli bu nuqtalar kattaroq diametrni egallagan. Bundan kelib chiqadiki, ingibitor konsentratsiyasining oshishi metallyuzasida adsorbsiyalanish ortadi, bu esa o'z navtaida metallning qarshiligi ham ortib borib, korroziyaga bardoshliligini oshiradi. Bir so'z bilan aytganda, ingibirlash samaradorligi ortob boradi.
Massa yo'qotish asosidagi o'lchovlar
Salsola oppositifolia ekstraktining turli harorat va turli konsnetratsiyalarda ingibitor samaradorligini(n%) va korroziyalanish darajasi aniqlandi. Natija xulosalardan ma'lumki, ingibitor
March, 2022
748
konsentratsiyasining oshishi bilan massa ingibitor samaradorligi ham oshadi(1-jadval).
1-jadval
Salsola oppositifolia green ingibitorining turli konsnetratsiya va haroratlarda sovutish tizimidagi muhit uchun korroziyalanish darajasi va samardorligi hisoblangan
Ingibitorning konsentratsiyasi mg/l, Temperatura, K Korroziyalanish 2 tezligi g/m , kun Ingibitorning samaradorligi,%
0 298 0.6759 -
313 0.7785
333 0.8963
200 298 K 0,002175 76.56
313K 0,003895 71.36
333 K 0.005869 69.56
400 298 K 0.003125 79.46
313K 0,004765 74,58
333K 0.006325 73.92
600 298 K 0,002117 90.53
313 K 0,004171 88.76
333K 0.005234 86.56
1000 298 K 0.002105 95.38
313K 0,002006 97.86
333K 0.001096 96.83
Yuqoridagi jadvaldan ko'rishimiz mumkinki, ingibitorsiz olib borilgan natijalarga ko'ra, bunda korroziyalanish tezligi ingibitorli eritmalarga qaraganda juda yuqori ekanligini. Ingibitor konsentratsiyasi oshishi bilan ingbirlash samaradorligi oshib boradi. Sovutish tizimidagi ishchi suv uchun maksimal ingibirlash samaradorligi, 1 g/l da va harorat 40 0C bo'lganda 97.86% tashkil etdi.
Skanerlovchi electron mikroskop(SEM).
Bu metodning maqsadi, qattiq namunalar yuzasida yuqori energiyali elektronlarning yo'naltirilgan nurlaridan foydalangan holda turli xil signallarni hosil qilishidir. SEM namuna elektron o'zaro ta'sirlashishidan olingan signallardan yuza strukturasini (tashqi morfologiya), kimyoviy tarkibi, komponentlarning oreintatsiyasini, shuningdek namunaning kristalli tuzilishi kabi ma'lumotlarni olish imkonini beradi. SEM tahlilining maqsadi po'lat yuzasida ingibitor mavjudligini aniqlashdir. Bundan
March, 2022
749
tashqari, SEM tahlili namuna tarkibining o'zgarishiga olib kelmaydi ya'ni, namuna elektron o'zaro ta'sirlashishida namuna hajmining yo'qotishiga olib kelmaydi.
3-rasm. St20 markali po'latining boshlang'ich SEM mikrografi
4-rasm. St20 markali po'latining ingibitorsiz SEM mikrografi
5-rasm. St20 markali po'latining ingibitorli SEM mikrografi
Metall yuzasining morfologik tuzilishini aniqashda skanerlovchi elektron mikroskopdan foydalanib namunalar tekshildi. 3-rasmda, namuna uchun olingan metallning tajribagacha bo'lgan yuzasining SEM analizining ko'rinishi. 4-rasm, po'lat namunasining 120 soatdan keying ingibitorsiz eritmasidagi ko'rinishi. 5-rasm, yashil ingibitor bilan yuza ko'rinishi.
XULOSA
Yashil ingibitorlarning ingibirlash samaradorligi ham sintetik usulda olingan korroziya ingibitorlaridan qolishmasligini ko'rishimiz mumkin. Salsola oppositifolia o'simligidan olingan ekstraktni, sovutish tizimida yashil ingibitor sifatida qo'llanilganda ingibirlash samaradorligi 97.86 % ni tashkil etdi.
REFERENCES
1.M. Ash, I. Ash, Handbook of Corrosion Inhibitors. Synapse Information Resources, New York (2001)
2. S. Marzorati, L. Verotta, S.P. Trasatti, Green corrosion inhibitors from natural sources and biomass wastes. Molecules. (2019). https://doi.org/10.3390/molecules24010048
3. P. Wongkhamprai, M. Jariyaboon, Effect of Andrographis paniculata (Burm.f.) Wall.ex Nees extract on corrosion of low C-
March, 2022
750
steel in 0.1 M HCl. Anti-Corros. Method M. 63(6), 470-476 (2016)
4. S. Garai, S. Garai, P. Jaisankar, J.K. Singh, A. Elango, A comprehensive study on crude methanolic extract of Artemisia pallens (Asteraceae) and its active component as effective corrosion inhibitors of mild steel in acid solution. Corros. Sci. 60, 193 -204 (2012)
5. Q. Hu, Y. Qiu, G. Zhang, X. Guo, Capsella bursa-pastoris extract as an eco-friendly inhibitor on the corrosion of Q235 carbon steels in 1 mol_L_1 hydrochloric acid. Chin. J. Chem. Eng. 23, 1408-1415 (2015)
6. A.Y. El-Etre, M. Abdallah, Z.E. El-Tantawy, Corrosion inhibition of some metals using lawsonia extract. Corros. Sci. 47, 385- 395 (2005)
7. A. Ostovari, S.M. Hoseinieh, M. Peikari, S.R. Shadizadeh, S.J. Hashemi, Corrosion inhibition of mild steel in 1 M HCl solution by henna extract: a comparative study of the inhibition by henna and its constituents (Lawsone, Gallic acid, a-d-Glucose and Tannic acid). Corros. Sci. 51, 1935-1949 (2009)
8. J. Buchweishaija, Plants as a source of green corrosion inhibitors: the case of gum exudates from acacia species (A. Drepanolobium and A. Senegal). Tanz. J. Sci. 35, 93-106 (2009)
9. G. Gunasekaran, L.R. Chauhan, Eco friendly inhibitor for corrosion inhibition of mild steel in phosphoric acid medium. Electrochim. Acta. 49, 4387-4395 (2004)
10. M.H. Hussin, M.J. Kassim, The corrosion inhibition and adsorption behavior of Uncaria gambir extract on mild steel in 1 M HCl. Mater. Chem. Phys. 125, 461-468 (2011)
11. Alhalili Z., Souli H., Smiri M. Effect of LEO (Lycium Essential Oils) as Green Inhibitors of Calcium Carbonate Scale on Nanoparticles-Doped Ultrafiltration Membrane (UFM) and Water Treatment // Arab. J. Sci. Eng. 2021. Springer, 2021. P. 1-11.
12. N. Soltani, N. Tavakkoli, M. Khayatkashani, M. R. Jalali, A. Mosavizade, Green approach to corrosion inhibition of 304 stainless steel in hydrochloric acid solution by the extract of Salvia officinalis leaves, Corros. Sci., 62 (2012) 122-135
13. L. Li, X. Zhang, J. Lei, J. He, S. Zhang, F. Pan, Adsorption and corrosion inhibition of Osmanthus fragran leaves extract on carbon steel, Corros. Sci., 63 (2012) 82-90.
14. G. Ji, S. Anjum, S. Sundaram, R. Prakash, Musa paradisica peel extract as green corrosion inhibitor for mild steel in HCl solution, Corros. Sci., 90
(2015) 107-117
March, 2022
15. A. Rahim, E. Rocca, J. Steinmetz, M. Kassim, R. Adnan, M. Sani Ibrahim, Mangrove tannins and their flavanoid monomers as alternative steel corrosion inhibitors in acidic medium, Corros. Sci., 49 (2007) 402-417
16. S. Deng, X. Li, Inhibition by Jasminum nudiflorum Lindl. leaves extract of the corrosion of aluminium in HCl solution, Corros. Sci., 64 (2012) 253-262
17. A. Ostovari, S. M. Hoseinieh, M. Peikari, S. R. Shadizadeh, S. J. Hashemi, Corrosion inhibition of mild steel in 1 M HCl solution by henna extract: A comparative study of theinhibition by henna and its constituents (Lawsone, Gallic acid, alpha-d-Glucose and Tannic acid), Corros. Sci., 51 (2009) 1935-1949.
18. X. Li, S. Deng, Inhibition effect of Dendrocalamus brandisii leaves extract on aluminum in HCl, H3PO4 solutions, Corros. Sci., 65 (2012) 299-308.
19. D. I. Njoku, I. Ukaga, O. B. Ikenna, E. E. Oguzie, K. L. Oguzie, N. Ibisi, Natural products for materials protection: Corrosion protection of aluminium in hydrochloric acid by Kola nitida extract, J. Mol. Liq., 219 (2016) 417-424.
20. M. A. Quraishi, A. Singh, V. K. Singh, D. K. Yadav, A. K. Singh, Green approach to corrosion inhibition of mild steel in hydrochloric acid and sulphuric acid solutions by the extract of Murraya koenigii leaves, Mater. Chem. Phys., 122 (2010)
114-122.
March, 2022
