Düşük karbon çeliğinin 0.1 M hidroklorik asit çözeltisindeki korozyonuna kuaternar amonyum grubu içeren bileşiklerin inhibitör etkisi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, 0. İM hidroklorik asit ortamında düşük karbonlu çeliğin korozyonuna çeşitli kuaternar amonyum tuzlarının ve yapısında kuaternar amonyum grubu bulunan yüzey aktif maddelerin, polielektrolitlerin ve polimerlerin inhibitor etkisi potansiyodinamik polarizasyon yöntemi ile araştırılmıştır. Tetraetil amonyum klorür, tetrabütil amonyum klorür, feniltrimetil amonyum klorür, benziltrimetil amonyum klorür, benziltrietil amonyum klorür ve benzi İtri bütil amonyum klorür 0. İM hidroklorik asit ortamında çeliğin korozyonuna inhibitor etkinliği incelenen kuaternar amonyum tuzları olup karma inhibitor davranışı göstererek inhibasyon sağladıkları saptanmıştır, inhibitor etkinliklerinin kuaternar amonyum tuzundaki benzen grubunun varlığıyla ve alkil zincirinin uzunluğuyla yakından ilişkili olduğu belirlenmiştir. Ayrıca bu bileşiklerin inhibitor davranışlarının çelik yüzeyinde adsorpsiyondan kaynaklandığı ve adsorpsiyonun temelde fiziksel adsorpsiyon şeklinde olup amonyum grubunda bulunan yük yoğunluğunun artmasıyla inhibitor etkinliğinin arttığı bulunmuştur. İncelenen yüzey aktif maddelerin ise anodik inhibitor özelliği gösterdiği, maksimum inhibitor etkinliklerinin kritik misel derişimi, cmc, civarında olduğu ve alkilbenziltrimetil amonyum klorür > setiltrimetil amonyum bromür > tetradesiltrimetil amonyum bromür sırasını izlediği bulunmuştur. Yapılarında çok sayıda kuaternar grup içeren polielektrolitlerin de (2,6-ionen, 2,10- ionen) anodik inhibitor özelliği gösterdiği ve inhibitor etkinliklerinin kuaternar amonyum grupları arasındaki alkil zincir uzunluğu ile molekül tartılarına bağlı olduğu bulunmuştur. Polimerik maddeler olup yapılarında kuaternar amonyum grubu bulunan poli(vinilbenziltrimetil amonyum klorür) ve lateksin de anodik inhibitor oldukları, yüksek derişimlerde poli(vinilbenziltrimetil amonyum klorür)'ün, düşük derişimlerde de lateksin daha iyi inhibitor etkisi gösterdiği bulunmuştur. Tüm bileşikler için derişime ve sıcaklığa bağlı deneyler gerçekleştirilerek inhibitörler termodinamik ve kinetik açıdan incelenmişlerdir. Derişime bağlı deneylerden adsorpsiyon izotermleri, adsorpsiyon serbest enerjisi, AGad, değerleri ve adsorpsiyon denge sabiti, Kads> değerleri saptanmıştır. Sıcaklığa bağlı deneylerden de aktivasyon enerjisi, Ea, aktivasyon entropisi, AS*, aktivasyon entalpisi, AH*, değerleri hesaplanmıştır.

VI SUMMARY In this study inhibition effects of various quaternary ammonium salts, surface active substances, polyelectrolytes and polymers on the corrosion of low carbon steel in 0. 1 M hydrochloric acid have been investigated by potentiodynamic polarization method. The examined quaternary ammonium salts were tetraethyl ammonium chloride, tetrabutyl ammonium chloride, phenyltrimethyl ammonium chloride, benzyltrimethyl ammonium chloride, benzyltriethyl ammonium chloride and benzyltri butyl ammonium chloride. These quaternary ammonium salts act as mixed inhibitor and their inhibition efficiencies are seemed to be closely related with the chain lenght of the alkyl group as well as the presence of benzyl group in their molecular structure. It was found that surface active compounds having quaternary ammonium group to act as anodic inhibitor and their maximum inhibition around critical micelle concentration (cmc). The inhibition efficiency of this substance was found to follow the order of alkylbenzyldimethyl ammonium chloridocethyltrimethyl ammonium bromide > tetradecyltrimethyl ammonium bromide. Polyelectrolytes (2,6-ionen, 2,10-ionen), containing many quaternary ammonium group, act as anodic inhibitor. Their inhibition efficiencies were found to be related with their molecular weights and the chain length of the alkyl group between quaternary ammonium groups. Two polymers, poly(vinylbenzyltrimethylammonium chloride) and latex, were inhibited steel corrosion effectively. Polarization studies reveal that they are behaving as anodic inhibitors. It was found that poly(vinyIbenzyltrimethyl ammonium chloride) is more effective inhibitor than latex at high inhibitor concentration while at low inhibitor concentration latex is more effective inhibitor than poIy(vinylbenzyltrimethyl ammonium chloride). By carrying polarization experiments at different concentrations and at different temperatures, these inhibitors were investigated kinetically and thermodynamically. Values of adsorption free energies, AG^, and values of equilibrium constants, Kads, for the adsorption process were calculated from adsorption isotherms. From the corrosion rates at different temperatures activation parameters of the corrosion process such as activation energies, Eg,, activation enthalpies, AH* and activation entropies, AS*, were determined.