Связь защитного действия смесей ингибиторов переменного состава и концентрации с полярными свойствами заместителей в их молекулах Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ставом этих включений. Об этом свидетельствует практическое совпадешь поляризационных кривых и близость характеристических потенциалов (коррозии £кор, гаггпшгообразования £по. ре пассивации £рп), полученных для содержащих СВ железа. УС и НС в обоих растворах. Соответствующие характеристики чистых по СВ Ре и Ст20 практически совпадают В менее концентрированных (2 ммоль/л) растворах £по и £рп сталей, содержащих СВ сложного состава - (Са, М§, Мпоказьтаются несколько отрицательнее. чем £ПР и £рп сталей с включениями МпБ, а их тех и других сталей практически совпадают. Эго свидетельствует об облегчении процесса зарождешія питтингов и затруд-нении репассивации при выделении в металле СВ сложного состава.

Длительные (90 с\т.) коррозионные испытания в растворе 0,17 М ЫаС1 + 0,13 М К.С1 + 0.0008 М №2804 + + 0.008 М ЫаНСОч (pH 8.5 + 0.1) показали, что скорость растворения сталей определяется присутствующими в их структуре СВ. Об этом свидетельствуют близкие значения скорости коррозии /£крр, полученные дія іїе и сталей различных марок, содержанием однотипные неметаллические включения. Наибольшие величины характерны для сталей, содержащих СВ. Гил включении также влияет на А‘кор. Стали, содержащие СВ сложного состава, растворяются с более высокими скоростям, чем содержащие простые сульфиды марганца - МпБ.

Характер растворения поверхности сталей также определяется наличием в их структуре и типом СВ Оказалось, что стали с СВ в структуре подвергаются остро локализованной питтинговой коррозии. Чистые Ре и Ст20 растворяются равномерно. Более глубокие гоггпшги наблюдаются на поверхности сталей, содержащих включения (Са. М§. МпІБ.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что выделение в структуре УС и НС сульфидных включений способствует повышению их склонности к локальной коррозии. Более опасными в коррозионном отношении оказываются СВ состава (Са, Mg, Mn)S. Поскольку, как было упомянуто ранее, указанные СВ скорее всего образуются в процессе выплавки или переплавов металла, для повышения коррозионной стойкости сталей рассматриваемых марок необходимо совершенствование процессов производства металла.

ЛИТЕРАТУРА

1 Улиг Г.Г.. Реви Р.У. Коррозия к борьба с ней Введение в коррозионную наугу и технику Л Химия (Ленинградское отделение). 1989 455 с

2 Колотыркин ЯМ.. Фрейман Л. П. Ч Итоги науки и техники Сб Сер Коррозия и защита от коррозии М ВИНИТИ 1978 Т 6

С 5.

3 Фрейман Л.П.. Колотыркин Я Si.. Реформатская li.il. и Ор. Защита металлов 1992 Т 28 St2 С 179

4 Колотыркин ЯЛ1. Фрейман Л.Ч.. Реформатская ll.lt.. Паныиин EL4. Защита металлов 1994 Т 30 .4*5 С 453

5 Фрейман Л.П.. Реформатская 11.11.. Бимуобский С.Д. Волхов А.Е. Защита металлов 1980 Т 16 Nib С 714

6 Реформаторе.. П.П.. Фрейман Л.!i.. Коннов Ю.П.. Колотнркин HSL. Волков A.E.. Волков Д.Е. Защита металлов 1984 I 20 Х»4 С 552

7 Реформатская ll.ll.. Фрейман Л.П.. Колотыркин Я.М. и Ор. Защита металлов 1986 Т 22 Xíl (' 3

8 Фрейман Л.П.. Реформатская П.П.. Маркова Т.П. Защита металлов 1991 Т 27 >4 С 617-625

9 Summer .4.. Lubimska K.. Jamc-Czachor M. 1 Archiwum nauka о maienalach 1993 V 14 .\?4 P 281

10 Журавлев В.H.. Николаева O.A. Машиностроительные стали Справочник М Машиностроение. 1981 391 с

11 Реформатская П.П.. Сулыженко А.Н. >/ Защита металлов 1998 Т 34 Xi5 С 505

12. Реформатская П.П.. ПоОо0аевА.Н.. Флорианшич Л1Л£. А щеулова П.П. Защита металлов 1999 Т 35 -Nil С 1

УДК 620.197.3

СВЯЗЬ ЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ СМЕСЕЙ ИНГИБИТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО СОСТАВА И КОНЦЕНТРАЦИИ С ПОЛЯРНЫМИ СВОЙСТВАМИ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ В ИХ МОЛЕКУЛАХ

© В.П. Григорьев, А.Ф. Нассар, С.П. Шпанько, Л.Д. Попов

Ростов-на-Цону. Ростовский государственный университет

Принцип линейного соотношения свободных энергий реакции и активации (принцип ЛСЭ) нашел широкое применение при трактовке влияния природы ПАВ на -эффективность их заплггного действия в кислых и нейтральных средах [1 - 4]. Характерной особенностью привлечет« принципа ЛСЭ в ранее опубликованных работах является равенство объемной концентрации исследуемых ПАВ в рассматриваемом ряду растворов и однокомпонентность по ингибитору. Привлечение принципа ЛСЭ к трактовке смесей ПАВ ранее фактически не рассматривалась в .литературе, за исключением многокомпонентных систем, на базе соединений одной реакционной серии [5], .либо к многокомпонентным смесям на основе соединений нескольких реакци-

онных серий [6]. Обязательным условием в этих случаях является постоянство и равенство концентраций компонентов ланной РС во всех рассматриваемых растворах.

Обычно в практике шопы металлов от коррозии применяют смеси ингибиторов, причем их промышленное производство предусматривает выпуск этой продукшш с меняющейся в определенных пределах концентрацией компонентов, и даже числом последних. Одновременный учет влияния на защитные свойства изменения концентрации компонентов, их числа и природы ранее в лтпературе не описывался. В настоящей работе сделана попытка дать ответ на этот вопрос на базе принципа ЛСЭ для растворов, содержащих смеси соединений одной и нескольких реакционных серю!.

Таблица 1.

Значения величин аир для «л» компонентных смесей на основе производных о-оксиазометина

Состав смеси м Р

п=1 0,05 0,3

п=2 2,4 0,06 0,8

1,5 0,02 0,5

п=3 1,3,6 0,19 0,8

2,4,6 0,28 0,8

1,2, 5 0,15 0,9

п=4 1,2,3, 5 0,18 1,0

1,2,4,6 0,07 0,6

п=5 1,2, 3,5,6 0,09 0,4

1,2,4, 5,6 0,07 0,3

п=6 1,2, 3,4, 5,6 0,01 0,2

В основе приведенного в настоящей работе подхода к решению этой задачи лежит представление аддитивности полярного действия нескольких -заместителей не только в молекуле данного соединения, но и суммарного полярного действия заместителей в других молекулах, принадлежащих к соединениям данной реакционной серии и входящих в состав рассматриваемой смеси. В этом случае можно ожидать в соответствие с принципом ЛСЭ линейной полулогарифмической зависимости между коэффициентом торможения коррозии и суммарной полярностью заместителей в различных молекулах - компонентах смеси, соответствую ни їх данной реакционной серии. Учет же влияния изменения концентрации компонентов в сравішмаемьіх средах на полярные свойства -заместителей можно реализовать, допуская пропорциональность количественной ее характеристике величшіе мольной доли рассматриваемого компонента в ингибированной смеси. Исходя из этих представлений, можно получить для смеси соединений данной РС уравнение общего вида

lgК = а + р

І ІЛ'.ст,

п=11=1

где числа аир- постоянные, п - число компонентов в рассматриваемой ингибированной смеси соединений данной РС, ст, - заместители в молекуле рассматриваемого компонента смеси. V, - его мольная доля. Экспериментальная проверка вышеизложенных соображений проводилась на примере ишоггы от коррозии железа в 1 М растворе Н^Оа + 0.25 М ЫаС1 в присутствие смесей различных производных о-оксиазометина. [3-аминовинилкетонов и др. соединений, отвечающих соответствующим реакционным сериям. Исследовали

ингибирующие свойства растворов, содержащих «л» компонентов (л = 1 - 6).

Проведенные исследования подтвердили высказанные выще соображения. Для всех «л» компонентных смесей наблюдалась линейная полулогарифмическая зависимость коэффициента торможения коррозии К от суммарной полярности заместителей компонентов смеси I А', ст„ рассчитанной по аддитивной схеме.

Эспериментально рассчитанные значения членов а и р для исследованных “п" компонентных систем частично приведены в таблице. Исследовали смеси производных о-оксиазометина, ^о^-^ОН

•СН

N-(o)-R.

где R отвечает Н(1), СН,(2). ОС2Н5(3), ОСИ,(4), ОН(5), N(CH,M6).

В табл. 1 нумеращія соединений отвечает порядковому номеру в указанном выше их перечислении. Общая концентрация смеси ингибиторов независимо от их числа равна 10*? М. Температура поддерживалась постоянной при п = const и лежала в пределах 10 - 20° С. Температурные измерения скорости коррозии железа в указанных выше смесях при t° = 20, 30, 40, 50, 60° С подгзердили линейную зависимость ig/J. LV, ст, во всем интервале исследованных температур Найденные эффективные энергии активации If из зависимостей lg/ - 1/Т также находятся в линейной зависимости /Г, LV, ст„ что согласуется с принципом ЛСЭ.

Изложенный выше материал базируется на смесях соединений, принадлежащих к одной реакционной серии. Однако указанный подход подтверждается и на примере смесей соединений различных реакционных серий. Очевидно, принцип ЛСЭ в изложенном выше подходе применим к оценке влияния смеси ПАВ и на другие электрохимические реакции, например, электроосаждение металлов, их контактное осаждеіше. наводороживание и др.

ЛИТЕРАТУРА

1 Григорьев В.П.. Эки.7ик В.В. Химическая структура и защитное

действие инпібігторов коррозии Ростов-на-Дону Изд-во Ростов ун-та. 197» С 184 2. Экилик В.В.. Григорьев В.П. Природа растворителя и защитное

действие ингибиторов коррозии Ростов-на-Дону Изд-во Ростов ун-та. 1984 С 191

3 Кузнецов Ю.Н. Защита металлов 1994 Т 30 Х*4 С 341

4 Куїнгиив Ю.И. Защита металлов 1995 Т 31 Si3 С 229

5 Григорьев В. П.. Щпанько С.П.. Наружная Е.В.. Тертое Б.А. Защита металлов 1992 Т 28 Х»4 С* *93

6 Григоріїв В.П.. Шпаньхо С.П.. Нарежния ЕВ. Защита металлов 19*« Т 30 .V.5 С 542

БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена при финансовой поддержке программы «Университеты России - фундаментальные исследования», фант №5. 1384.