Modelowanie działania inhibitorów trawienia stali w stężonych roztworach HCI i H2SO4

Badano eksperymentalnie i teoretycznie inhibicje korozji stali przez związki organiczne. Do badań działania inhibitującego związków organicznych zastosowano metodę grawimetryczną oraz TAST polarografię, przy użyciu której badano katodową redukcję jonów H3O+. W eksperymentach użyto dwa roztwory trawiące: (1)kwas solny 6,3 M i (2) kwas siarkowy 2,14 M oraz sześć związków organicznych. Obliczenia kwantowo - chemiczne wykonano przy zastosowaniu półempirycznej metody PM3. Obliczano diagramy cząsteczkowe i inne wartości kwantowe. Otrzymane teoretyczne wyniki korelowano z wydajnością inhibitowania badanych związków organicznych. Uzyskano proste liniowe zależności pomiędzy HOMO, LUMO i gęstościami ładunków a wydajnością inhibitowania. Nie znaleziono jednego równania regresji liniowej dla wszystkich badanych związków organicznych. Dopiero regresje wielomianowe z Ir jako zmienną zależną pozwoliły otrzymać najlepszą korelację dla wszystkich inhibitorów użytych w badaniach. Taki rodzaj oceny inhibitorów korozji metali poprzez zastosowanie obliczeń kwantowo - chemicznych może w dużym stopniu eliminować badania doświadczalne i pomagać w racjonalnym doborze nowych inhibitorów.

---

The corrosion inhibition on the steel surface by organic compounds has been investigated both experimentally and theoretically. The inhibiting action of organic compounds has been compared through gravimetric experiment and TAST polarography, that was used to study the cathodic reduction of H3O+ ions. Two acid baths: (1) hydrochloric acid 6.3 M and (2) sulphuric acid 2.14 M with additives six organic compounds were used. The quantum -chemical calculations were done by using the PM3 semiempirical method. Molecular diagrams and other quantum values were calculated and theoretical results obtained have been correlated with the inhibition efficiency of these organic compounds. The simple linear relationships of HOMO, LUMO and charge densities with the inhibition efficiency were obtained. No single correlation was found for all of the derivatives. Finally, the polynomial regression with Ir as the dependent variable were obtained and this were the best regressions. This kind of evaluation of the metal corrosion inhibitors by means of quantum - chemical values may, to a great extent, eliminate an empirical approach to the research work in this area, and also facilitate a rational selection of the new inhibitors.