Трифенiлфосфiноксид iнгiбiтор для захисту залiза вiд корозiї у кислих середовищах
Inhibitive influence of triphenylphosphineoxide (Ph)3P=O on iron corrosion in acid solutions is found. Inhibitive effect shows up in the deceleration of both anode and cathode processes. It is assumed that its appearance is related to the formation of a surface layer of slightly dissolutive compl...
Saved in:
| Date: | 2008 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4108 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Трифенiлфосфiноксид iнгiбiтор для захисту залiза вiд корозiї у кислих середовищах / В.Д. Присяжний, Ю.П. Вишневська, В.Н. Родiонов, Д.А. Ткаленко, М.В. Бик // Доп. НАН України. — 2008. — № 4. — С. 157-160. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-4108 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Присяжний, В.Д. Вишневська, Ю.П. Родiонов, В.Н. Ткаленко, Д.А. Бик, М.В. 2009-07-15T13:45:38Z 2009-07-15T13:45:38Z 2008 Трифенiлфосфiноксид iнгiбiтор для захисту залiза вiд корозiї у кислих середовищах / В.Д. Присяжний, Ю.П. Вишневська, В.Н. Родiонов, Д.А. Ткаленко, М.В. Бик // Доп. НАН України. — 2008. — № 4. — С. 157-160. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4108 541.135 Inhibitive influence of triphenylphosphineoxide (Ph)3P=O on iron corrosion in acid solutions is found. Inhibitive effect shows up in the deceleration of both anode and cathode processes. It is assumed that its appearance is related to the formation of a surface layer of slightly dissolutive complex compounds which appear as a result of the reaction of triphenylphosphineoxide with cations of the dissolving metal. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Хімія Трифенiлфосфiноксид iнгiбiтор для захисту залiза вiд корозiї у кислих середовищах Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Трифенiлфосфiноксид iнгiбiтор для захисту залiза вiд корозiї у кислих середовищах |
| spellingShingle |
Трифенiлфосфiноксид iнгiбiтор для захисту залiза вiд корозiї у кислих середовищах Присяжний, В.Д. Вишневська, Ю.П. Родiонов, В.Н. Ткаленко, Д.А. Бик, М.В. Хімія |
| title_short |
Трифенiлфосфiноксид iнгiбiтор для захисту залiза вiд корозiї у кислих середовищах |
| title_full |
Трифенiлфосфiноксид iнгiбiтор для захисту залiза вiд корозiї у кислих середовищах |
| title_fullStr |
Трифенiлфосфiноксид iнгiбiтор для захисту залiза вiд корозiї у кислих середовищах |
| title_full_unstemmed |
Трифенiлфосфiноксид iнгiбiтор для захисту залiза вiд корозiї у кислих середовищах |
| title_sort |
трифенiлфосфiноксид iнгiбiтор для захисту залiза вiд корозiї у кислих середовищах |
| author |
Присяжний, В.Д. Вишневська, Ю.П. Родiонов, В.Н. Ткаленко, Д.А. Бик, М.В. |
| author_facet |
Присяжний, В.Д. Вишневська, Ю.П. Родiонов, В.Н. Ткаленко, Д.А. Бик, М.В. |
| topic |
Хімія |
| topic_facet |
Хімія |
| publishDate |
2008 |
| language |
Ukrainian |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| description |
Inhibitive influence of triphenylphosphineoxide (Ph)3P=O on iron corrosion in acid solutions
is found. Inhibitive effect shows up in the deceleration of both anode and cathode processes. It is
assumed that its appearance is related to the formation of a surface layer of slightly dissolutive
complex compounds which appear as a result of the reaction of triphenylphosphineoxide with
cations of the dissolving metal.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4108 |
| citation_txt |
Трифенiлфосфiноксид iнгiбiтор для захисту залiза вiд корозiї у кислих середовищах / В.Д. Присяжний, Ю.П. Вишневська, В.Н. Родiонов, Д.А. Ткаленко, М.В. Бик // Доп. НАН України. — 2008. — № 4. — С. 157-160. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT prisâžniivd trifenilfosfinoksidingibitordlâzahistuzalizavidkoroziíukislihseredoviŝah AT višnevsʹkaûp trifenilfosfinoksidingibitordlâzahistuzalizavidkoroziíukislihseredoviŝah AT rodionovvn trifenilfosfinoksidingibitordlâzahistuzalizavidkoroziíukislihseredoviŝah AT tkalenkoda trifenilfosfinoksidingibitordlâzahistuzalizavidkoroziíukislihseredoviŝah AT bikmv trifenilfosfinoksidingibitordlâzahistuzalizavidkoroziíukislihseredoviŝah |
| first_indexed |
2025-11-25T23:24:43Z |
| last_indexed |
2025-11-25T23:24:43Z |
| _version_ |
1850579862520070144 |
| fulltext |
УДК 541.135
© 2008
Член-кореспондент НАН України В. Д. Присяжний,
Ю.П. Вишневська, В. Н. Родiонов, Д. А. Ткаленко, М. В. Бик
Трифенiлфосфiноксид — iнгiбiтор для захисту залiза
вiд корозiї у кислих середовищах
Inhibitive influence of triphenylphosphineoxide (Ph)3P=O on iron corrosion in acid solutions
is found. Inhibitive effect shows up in the deceleration of both anode and cathode processes. It is
assumed that its appearance is related to the formation of a surface layer of slightly dissolutive
complex compounds which appear as a result of the reaction of triphenylphosphineoxide with
cations of the dissolving metal.
Одним з найефективнiших методiв захисту металiв вiд корозiї є застосування iнгiбiторiв,
серед яких домiнуюче мiсце займають органiчнi сполуки. До них належать, у першу чер-
гу, амiни та гетероциклiчнi сполуки, що мiстять у своєму складi атоми азоту, кисню й
сiрки [1–3]. Вважається, що саме вказанi атоми виконують роль активних центрiв, вiдпо-
вiдальних за адсорбцiю органiчних сполук на поверхнi металiв, а отже, i за той ефект, який
досягається на практицi при використаннi зазначених органiчних сполук. Аналiз лiтератур-
них даних показує, що природа та причини гальмувального впливу цих iнгiбiторiв корозiї
не є до кiнця з’ясованими. При обговореннi експериментальних результатiв зазвичай брали
до уваги структуру органiчних сполук, природу активних центрiв, електронну густину на
цих центрах, здатнiсть органiчних сполук до донорно-акцепторної та π–електронної вза-
ємодiї з поверхнею металiв. Значно меншою мiрою для захисту металiв вiд корозiйного
руйнування застосовували органiчнi сполуки, що мiстять фосфор [1–3]. У лiтературi нами
не знайдено достовiрної iнформацiї про механiзм дiї фосфоровмiсних сполук, якi здатнi
гальмувати корозiйний процес (винятком є солi фосфорної i фосфористої кислот). Тому
нами проведено корозiйнi дослiдження з використанням за iнгiбiтор однiєї з синтезованих
фосфороорганiчних сполук — трифенiлфосфiноксиду (Ph)3P=O (далi ТФФО).
Експерименти проводили з ТФФО, отриманим на кафедрi органiчного синтезу Нацiо-
нального технiчного унiверситету “Київський полiтехнiчний iнститут”. Корозiйно-електрохi-
мiчнi дослiдження проводили з використанням сталi кп08 у 0,5 М розчинах H2SO4 при 18 ◦С.
Потенцiали вимiрювали вiдносно хлоросрiбного електрода порiвняння. У даному повiдом-
леннi вони представленi у водневiй шкалi. Анодно-катоднi поляризацiйнi кривi знiмали
зi швидкiстю 1 мВ/с. Зйомка кривих починалася вiд стацiонарного потенцiалу спочатку
в анодному напрямi до +0,3 В, а потiм у катодному — до −0,6 В. Для визначення швидко-
стi корозiї сталi у кислих розчинах застосовували традицiйний масометричний метод. При
цьому зразки дослiджуваного металу у виглядi пластинки розмiром 2 × 3 см2 завiшували
у розчинах чистої сiрчаної кислоти i кислоти, в яку до насичення вводився ТФФО. Необхiд-
но вiдзначити, що у довiдковiй лiтературi (наприклад, [4]) є iнформацiя про те, що ТФФО
у водi не розчиняється. Нашими попереднiми дослiдами доведено, що розчиннiсть ТФФО
у водi та водних розчинах дiйсно досить низька, проте у вибраному для дослiдження розчинi
сiрчаної кислоти вiн все таки розчиняється у кiлькостi приблизно 0,05 г/л. У роботi вико-
ристовували розчини, в якi вводився ТФФО в надлишку (0,5 г/л), тобто використовували
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №4 157
розчини, насиченi по ТФФО. Тривалiсть експозицiї зразкiв 240 год. У кожний з розчинiв
завiшували по три зразки. Результати вимiрювання швидкостi корозiї усередненi.
Поведiнка сталi у двох рiзних розчинах кислоти вiдрiзнялася вже в першi години експо-
зицiї. Через 2 год поверхня сталi у розчинi без ТФФО була темно-сiрою, водень видiлявся
у виглядi дрiбних бульбашок, якi легко вiдривалися вiд поверхнi сталi. У розчинi, що мiс-
тив ТФФО, через 2 год поверхня залишалася абсолютно свiтлою, безперервного видiлення
водню не спостерiгалося, хоча поверхня була вкрита вiдносно великими бульбашками, що
прилипали до поверхнi сталi. Останнє може свiдчити про те, що змочуванiсть електрода
розчином пiсля введення ТФФО рiзко знизилася. Через 240 год у розчинi чистої кислоти
електрод практично розчинився — вiн перетворився на тонку крихку пластинку. У розчинi
з ТФФО поверхня сталi залишалася свiтлою. Пiд мiкроскопом на нiй можна було навiть
спостерiгати слiди механiчної зачистки, яку проводили перед початком експерименту. З да-
них табл. 1 видно, що втрата маси електродiв у розчинi з iнгiбiтором значно нижча, нiж
у чистому розчинi кислоти. Ступiнь захисту iнгiбiтора ТФФО достатньо високий i стано-
вить понад 70%. Для того щоб мати первинну iнформацiю про механiзм дiї ТФФО, який
помiтно гальмує корозiйний процес, було вимiряно стацiонарнi (корозiйнi) потенцiали залiза
у двох розчинах i отримано поляризацiйнi кривi, наведенi на рис. 1.
Встановлено, що корозiйний потенцiал електрода мало залежить вiд присутностi або
вiдсутностi ТФФО. Прямий хiд анодних кривих практично збiгається для цих двох випад-
кiв. Слiд звернути увагу на той факт, що для розчинiв чистої сiрчаної кислоти на зво-
ротному ходi анодної поляризацiйної кривої в областi потенцiалiв −0,1 · · · − 0,3 В виявля-
ється активацiя поверхнi металу (у цiй областi потенцiалiв величина анодного струму на
зворотнiй кривiй майже на порядок вища, нiж на кривiй прямого ходу). У розчинах, що мi-
стять ТФФО, така активацiя не спостерiгається. Навпаки, у вказанiй областi потенцiалiв на
зворотному ходi реєструються навiть меншi струми, нiж на прямому ходi. Крiм того, в цьо-
му випадку зворотна крива перетинає вiсь потенцiалiв при потенцiалах бiльш позитивних,
нiж крива прямого анодного ходу (−0,18 В замiсть −0,245 В), i дещо бiльш позитивних, нiж
корозiйний потенцiал. З наведеного рисунка також видно, що бiльшою мiрою вiдрiзняють-
ся катоднi дiлянки поляризацiйних кривих, якi отриманi у двох рiзних розчинах. Дiйсно,
у катоднiй областi швидкiсть електрохiмiчного процесу (ним є видiлення водню) у присут-
ностi ТФФО знижується бiльш нiж на порядок. Iстотно розрiзняються мiж собою тафелевi
Таблиця 1. Результати масометричної оцiнки ефективностi ТФФО як iнгiбiтора корозiї
Склад розчину
Номер
зразка
mn, г
(початкова
маса)
mk, г
(кiнцева
маса)
∆m, г ∆mcеp, г
γ, %
(ступiнь
захисту)
0,5 М H2SO4 1 0,61400 0,36900 0,245 — —
2 0,66000 0,42100 0,239 0,24345 —
3 0,69100 0,44465 0,24635 — —
0,5 М H2SO4 + 4 0,63405 0,56195 0,0721 — —
+ 0,5 г/л (Ph)3P=O 5 0,64505 0,57545 0,0696 0,0699 71,28
6 0,63480 0,56685 0,06795 — —
0,5 М H2SO4 + 7 0,61665 0,58995 0,0267 — —
+ 0,5 г/л (Ph)3P=O + 2 г/л КI 8 0,62725 0,61345 0,0138
}
0,0187 92,32
9 0,62525 0,60975 0,0155
0,5 М H2SO4 + 10 0,64105 0,61940 0,02165
}
0,0214 91,21
+ 0,5 г/л (Ph)3P=O + 11 0,62440 0,60240 0,022
+ 2 г/л КI + 2 г/л Fe2(SO4)3 12 0,64195 0,62140 0,02055 — —
158 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №4
Рис. 1. Анодно-катоднi вольт-ампернi характеристики залiзного електрода у 0,5 М розчинах сiрчаної кисло-
ти, якi мiстять ТФФО, KI, ТФФО+KI, та у чистому 0,5 М водному розчинi цiєї кислоти: 1 — 0,5 M H2SO4+
+ 0,5 г/л (Ph)3P = O; 2 — 0,5 M H2SO4 + 0,5 г/л (Ph)3P = O + 0,5 Kl; 3 — 0,5 H2SO4
Рис. 2. Анодно-катоднi поляризацiйнi кривi, що отриманi на залiзному електродi у 0,5 М чистому розчинi
сiрчаної кислоти та з додаванням 0,5 г/л ТФФ: 1 — 0,5 M H2SO4; 2 — 0,5 M H2SO4 + 0,5 г/л (Ph)3P
нахили катодних кривих: у чистих розчинах кислоти нахил становить 0,06 В, а у розчинi
з iнгiбiтором — 0,12 В. Це означає, що введення у розчин домiшки ТФФО сильно змiнює
стан поверхнi електрода.
При додаваннi йодиду калiю спостерiгається значний вплив як на катодну криву за
рахунок дiї ТФФО, так i на анодну криву за рахунок дiї анiонiв йодиду.
Виявлений iнгiбуючий вплив ТФФО, насамперед, свiдчить про те, що ТФФО розчиня-
ється у водних розчинах сiрчаної кислоти. З наведених результатiв також випливає, що
iнгiбуючий ефект пов’язаний з уповiльненням як анодного, так i катодного спряжених про-
цесiв i зумовлений, на нашу думку, формуванням на поверхнi електрода шару слабороз-
чинних комплексних сполук, якi утворюються в результатi взаємодiї ТФФО з катiонами
металу, що розчиняється (у даному випадку залiза) [5]. Це узгоджується з такою iнфор-
мацiєю: ТФФО є ефективним i активним лiгандом при утвореннi комплексiв з катiонами
перехiдних металiв [6].
Передбачається, що додаткова iнформацiя про природу iнгiбуючого ефекту ТФФО буде
отримана при ретельному фiзико-хiмiчному вивченнi стану поверхнi кородуючого мета-
лу, а також при дослiдженнi залежностi швидкостi корозiйного процесу вiд концентрацiї
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №4 159
Таблиця 2. Результати масометричної оцiнки ефективностi ТФФ як iнгiбiтора корозiї
Склад розчину
Номер
зразка
mn, г
(початкова
маса)
mk, г
(кiнцева
маса)
∆m, г ∆mcеp, г
γ, %
(ступiнь
захисту)
0,5 М H2SO4 1 0,38200 0,05200 0,33 — —
2 0,36615 0,04900 0,31715 0,31625 —
3 0,36475 0,06315 0,3016 — —
0,5 М H2SO4 + 0,5 г/л (Ph)3P 4 0,36555 0,16225 0,2033 — —
5 0,36200 0,16025 0,20175 0,20253 35
6 0,35400 0,15145 0,20255 — —
ТФФО. З практичної точки зору, подальше дослiдження ТФФО як iнгiбiтора корозiї пред-
ставляє iнтерес, оскiльки вiн є побiчним продуктом, тому є необхiднiсть в його рацiональнiй
утилiзацiї.
На вiдмiну вiд ТФФО трифенiлфосфiн (ТФФ) мало впливає на швидкiсть корозiї залiза
в розчинах сiрчаної кислоти (рис. 2). Результати проведених масометричних вимiрювань
(табл. 2) узгоджуються з поляризацiйними кривими, отриманими у присутностi та вiдсут-
ностi ТФФ. Дiйсно, як видно з рис. 2, поляризацiйнi кривi в обох випадках практично
збiгаються; ТФФ не впливає на перебiг парцiальних електродних реакцiй. Це означає, що
здатнiсть до комплексоутворення i, вiдповiдно, до гальмуючого впливу на корозiйний про-
цес визначається наявнiстю у складi ТФФО атома кисню. Можна припустити, що саме
завдяки наявностi у атома кисню неспарених електронiв можливе утворення малорозчин-
них металоорганiчних комплексiв залiза, якi блокують поверхню металу i, як наслiдок,
призводять до зниження швидкостi iонiзацiї металу.
1. Алцыбеева А.И., Левин С. З. Ингибиторы коррозии металлов. – Ленинград: Химия, 1968. – 262 с.
2. Решетников С.М. Ингибиторы коррозии металлов. – Ленинград: Химия, 1986. – 142 с.
3. Гуменюк О.Л. Вплив N-, O-, S-вмiсних гетероциклiчних сполук на стан поверхнi сталi в агресивних
середовищах : Дис. . . . канд. хiм. наук. – Київ, 2006.
4. Трифенилфосфиноксид: Мини-справочник по химическим веществам (3340 веществ). – www.Xuмuк.ru.
5. Bick M.V., Vishnevksaya Yu.P., Tkalenko D.A. About role of metallocomplexes at corrosion protection
of metals by organic inhibitors in acid solutions // 57-th Annual Meeting of Intern. Soc. of Electrochem.,
2006. – Abstr. S5-P – 116.
6. Химический энциклопедический словарь / Под ред. И.Л. Кнунянц. – Москва: Совет. энциклопедия,
1983. – 800 c.
Надiйшло до редакцiї 11.09.2007НТУ України “Київський полiтехнiчний iнститут”
Мiжвiдомче вiддiлення електрохiмiчної
енергетики НАН України, Київ
160 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №4
|