Yumuşak çeliğin asidik ortamdaki korozyonuna 5-merkapto-1-metiltetrazol`un inhibitör etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, yumuşak çeliğin (YÇ) asidik ortamdaki korozyonuna 5-merkapto-1-metiltetrazol'ün (MMT) inhibitör etkisi deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalar farklı derişimlerde inhibitör içeren ve inhibitörsüz 1 M HCl çözeltisinde yapılmıştır. Bu amaçla, potansiyodinamik polarizasyon eğrileri, elektrokimyasal impedans spektroskopisi, lineer polarizasyon direnci, açık devre potansiyelinin zamanla değişimi teknikleri kullanılmıştır. Metal yüzeyinde oluşan inhibitör filminin kararlılığı kronoamperometri ve dönüşümlü voltametri teknikleri ile incelenmiştir. MMT'in inhibisyon etkisinin zamanla değişimi değişik elektrokimyasal, mikroskobik ve spektroskopik teknikler ile belirlenmiştir. Korozif ortamda belirli bir süre bekletilmiş elektrotların yüzey yapıları taramalı elektron mikroskopu ile incelenmiştir. Metal yüzeyinin elementel bileşimi ve inhibitör moleküllerinin metal yüzeyindeki dağılımları enerji dağılımlı X ışını spektroskopisi ile belirlenmiştir. Metalin inhibitör içeren HCl çözeltisindeki sıfır yük potansiyeli EIS tekniği ile belirlenmiştir. Elde edilen bulgulardan bazı termodinamik parametreler hesaplanarak adsorpsiyon mekanizması önerilmiştir. Deneysel ölçümlere ilave olarak bazı kuantum kimyasal parametreler hesaplanarak deneysel veriler ile kıyaslanmıştır. Elde edilen sonuçlar, MMT'nin 1 M HCl çözeltisinde YÇ'nin korozyonun hızını önemli ölçüde yavaşlatarak iyi bir inhibisyon sağladığını göstermiştir. İnhibitör molekülleri metal yüzeyinde homojen dağılımlı, kararlı ve zamanla dayanıklı bir inhibitör filmi oluşturmaktadır. Metal/çözelti ara yüzeyinde oluşan bu film metalin çözünme hızını yavaşlatarak korozyon dayanımını arttırmaktadır. Kuantum kimyasal parametreler deneysel bulguları desteklemiştir.

In this study, inhibitory effect of 5-mercapto-1-methyltetrazole (MMT) on the corrosion of mild steel in acidic media was experimentally and theoretically studied. Experimental studies were performed in 1 M HCl solution in the absence and presence of different inhibitor concentrations. For this aim, potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy, linear polarization resistance and change of open circuit potential with time were used. The stability of the inhibitor film, which was formed on the metal surface, was investigated with the help of chronoamperometry and cyclic voltammetry techniques. The change in the inhibition effect of MMT as a function of exposure time was determined with different electrochemical, microscopic and spectroscopic techniques. The surface of the metal which was exposed to the corrosive medium for a certain time was examined with scanning electron microscopy. Elemental composition and the distribution of some elements over the steel surface were determined with energy dispersive X-ray spectroscopy. The surface charge of the steel HCl solution in the presence of the inhibitor was determined with the help of EIS technique. From the results obtained, some thermodynamic parameters were calculated and an adsorption mechanism was proposed. In addition to the experimental studies, some quantum chemical parameters were calculated and compared with the experimental results. It was shown that MMT provide a good inhibition and reduces sufficiently corrosion rate of mild steel in 1 M HCl solution. Inhibitor molecules form a homogenous-distributed, stable and time-protective film on the metal surface. This film at the metal/solution interface reduces dissolution rate of the metal and enhances its corrosion resistance. Quantum chemical parameters support the experimental data.