Адсорбция ингибиторов при потенциале нулевого заряд

Влияние органических ингибиторов коррозии на кинетику электрохимического растворения металла возможно лишь в условиях адсорбции этих веществ на корродирующей поверхности. В зависимости от степени заполнения частицами ингибитора поверхности металла, подвергающейся коррозии, изменяется строение двойного слоя, а следовательно, и кинетика электрохимических реакций, т.е. может тормозиться стадия разряда или диффузии реагирующих частиц либо предшествующая разряду стадия проникновения этих частиц через адсорбированный слой молекул ингибиторов. В связи с этим особое значение имеет потенциал нулевого заряда , т.е. потенциал металла, измеренный по отношению к электроду сравнения в условиях, когда заряд металла равен нулю. При потенциалах вблизи потенциала нулевого заряда металл обладает наибольшей способностью адсорбировать растворенные в электролите вещества и хуже всего смачивается растворителем. [c.143]

Как было отмечено Л. И. Антроповым, потенциал нулевого заряда (нулевая точка) металлов адсорбирующих водород зависит от pH с ростом pH ф.л- смещается к более отрицательным значениям. Зависит от pH и область потенциалов адсорбции водорода, поэтому изменение pH оказывает заметное влияние на адсорбцию органических ингибиторов на таких металлах, как Fe, Ni, Со, Pt и мало влияет на адсорбцию органических ингибиторов на Hg, РЬ, Zn, d, которые не адсорбируют водород. [c.22]

Процессы смачивания металлических поверхностей электролитами, играющие большую роль в развитии коррозии, а также процессы обезжиривания, широко применяемые в технологии противокоррозионной защиты, тоже зависят от строения двойного ионного слоя. Смачивание оказывается наименьшим при потенциале нулевого заряда. Изменением потенциала металла в отрицательную или положительную сторону можно изменить смачиваемость поверхности. Метод катодного обезжиривания металлов использует эффект воздействия поля двойного ионного слоя на адсорбционные процессы. Изменение скачка потенциала в диффузной части двойного слоя с помощью поверхностно-активных веществ, облегчающее адсорбцию органических катионов, и комбинированная защита металлов с помощью катодной поляризации и ингибиторов в ряде случаев связаны с изменением потенциала нулевого заряда. [c.127]

Особо следует остановиться на потенциале нулевого заряда железа, поскольку сплавы на его основе чаще всего приходится защищать ингибиторами. По Антропову, потенциал нулевого заряда для железа равен нулю. Это значение получено расчетом с использованием работы выхода электрона We (фи. з= е—4,7). При этом допускалось, что скачок потенциала, возникающий при адсорбции воды на поверхности металла, и скачок потенциала внутри металлической фазы при потенциале нулевого заряда не зависят от природы металла. [c.128]

При определении области потенциалов, в которой происходит адсорбция ингибиторов, можно исходить из величины потенциала нулевого заряда исследуемого металла или из изменений емкости двойного электрического слоя при добавке в электролит адсорбирующегося вещества. Рассмотрим, какие возможности имеются в настоящее время для определения области потенциалов адсорбции заданных веществ методом измерения импеданса. С точки зрения анализа результатов измерений импеданса простейшей является адсорбция нейтральных органических веществ. Если исследуемые вещества являются поверхностно-активными адсорбирующимися веществами, диэлектрическая постоянная которых меньше, чем воды, то в области их адсорбции наблюдается понижение емкости двойного слоя и область потенциалов адсорбции на кривых зависимости емкости от потенциала ограничивается пиками адсорбции — десорбции [2]. [c.27]

Большую роль при определении области адсорбции ингибиторов играет потенциал нулевого заряда. Эта характеристика металла, как известно, может явиться важным ориентиром для выбора ингибиторов коррозии, а также при исследовании механизма коррозионных процессов. Один из методов определения потенциала нулевого заряда — измерения зависимости емкости двойного электрического слоя от потенциала в разбавленных растворах поверхностно-неактивных электролитов. Такие данные могут быть получены при измерении импеданса. В соответствии с теорией двойного слоя в разбавленных растворах поверхностно-неактивных электролитов на кривых зависимости емкости от потенциала должен быть минимум, потенциал которого равен потенциалу нулевого заряда металла. Экспериментальные данные, полученные на ртути, хорошо согласуются с этими теоретическими представлениями [13]. [c.29]

Новым направлением в создании комбинированных ингибиторов можно назвать подбор смесей из органических (амины, пиридины и другие соединения) и неорганических (соли металлов) соединений [33].. Одной из причин повышения эффективности органического компонента является контактное осаждение ионов металлов на поверхности корродирующего металла (а это может происходить и при потенциалах менее отрицательных, чем равновесный потенциал этих ионов в данных условиях) 1165]. Осадок металла изменяет заряд поверхности, и по этой причине — условия адсорбции органического компонента смеси. Улучшение условий адсорбции можно прогнозировать на основе ф-шкалы Антропова с учетом знака заряда частиц органического компонента, потенциала нулевого заряда поверхности после осаждения на ней ионов металла, входящих в состав смеси, и величины потенциала коррозии. Практическое применение такие смеси нашли в качестве ингибиторов коррозии в химических источниках тока [166, 167]. [c.114]

При наложении поляризации от внешнего источника тока или от создаваемого гальванического элемента из защищаемого металла и другого, более электроотрицательного металла повышение эффективности действия ингибиторов достигается вследствие смещения потенциала коррозии в отрицательном направлении при неизменном потенциале нулевого заряда. Смещение потенциала металла в отрицательном направлении при электрохимической катодной защите облегчает адсорбцию катионных органических веществ, при этом возрастают поверхностная концентрация таких ингибиторов и их ингибирующее действие. [c.145]

Степень адсорбции ингибиторов поверхностью металла зависит от нескольких свойств металла, главные из которых потенциал точки нулевого заряда металла, знак заряда поверхности, способность оксидных пленок металлов к ионообменным реакциям с ионами ингибиторов. [c.80]

Таким образом, приходим к заключению, что для решения вопроса об эффективности органических ингибиторов молекулярного типа, т. е. веществ, не распадающихся на ионы, весьма важным, а иногда и решающим является положение стационарного потенциала по отношению к потенциалу нулевого заряда. Если стационарный потенциал не слишком отдален от точки нулевого заряда, то ингибитор, обладающий способностью специфической адсорбции, может адсорбироваться поверхностью металла и оказывать защитное действие. При достаточном же удалении стационарного потенциала от точки нулевого заряда в положительную или отрицательную сторону ожидать благоприятного влияния органического ингибитора нет основания. [c.26]

При рассмотрении возможности использования органических веществ, распадающихся на ионы, в качестве ингибиторов коррозии следует учитывать как заряд самого иона, так и заряд металлической поверхности. Если стационарный потенциал лежит в области более отрицательных значений по сравнению с потенциалом нулевого заряда, то адсорбция органических катионов вследствие действия электростатических сил облегчается, и можно от такого ингибитора ожидать защитного эффекта. При положительном заряде поверхности адсорбция органического катиона затруднена и защитного действия от такого вещества ожидать нельзя. [c.26]

При выборе ингибиторов коррозии металлов большое значение имеет заряд поверхности металла в данном электролите, т. е. его потенциал ф в шкале нулевых точек (см. с. 164). Если поверхность металла заряжена положительно (т. е. ф > О, например, у РЬ, d, Т1), это способствует адсорбции анионов, которые, образуя на металле анионную сетку , снижают перенапряжение водорода и ионизации металла, что нежелательно, так как приводит к ускорению коррозии. Замедляющее действие могут в этих условиях оказать лишь анионные добавки экранирующего действия, а замедлители катионного типа не применимы. [c.348]

По данным И. Л. Розенфельда и Л. И. Антропова, катодная поляризация металла от внешнего источника тока может существенно изменить скорость его коррозии в результате десорбции анионов или адсорбции катионов, которые повышают поляризацию катодного процесса, особенно резко при переходе потенциала нулевого заряда данного металла. Таким образом, катодная поляризация повышает эффективность катионных ингибиторных добавок, а эти добавки могут повысить эффективность катодной электрохимической защиты металлов, снижая значение необходимого защитного тока. Так, защитный ток для железа в 1-н. H2SO4 в присутствии 0,1 г/л трибензиламина (СдНбСН2)зК уменьшается в 14 раз. При катодной поляризации замедляющее действие могут оказывать такие катионные добавки, которые обычно не являются ингибиторами коррозии. [c.366]

Если потенциал нулевого заряда больше стационарного потенциала металла в данном электролите 3 > т.е. поверхность металла в условиях коррозии заряжена отрицательно, то наиболее вероятна адсорбция ингибиторов катионного типа или положительно заряженных коллоидных частиц. При 1 4,3,. < Рст> когда поверхность металла заряжена положительно, наиболее вероятна адсорбция ингибиторов анионного типа или отрицательно заряженных коллоидных частиц [38]. Эта закономерность подтверждается тем, что для железа, алюминия, цинка, которые характеризуются отрицательными значениями потенциалов 1 = наиболее высокие защитные свойства обнаруживают ингибиторы KaifHOHHoro типа. [c.143]

Изменить способность металла адсорбировать ингибиторы можно введением в среду композиций, состоящих из неорганических веществ (окислителей, солей металлов) и органических ингибиторов, а также изменяя заряд поверхности металла поляризацией. Однако окисление поверхности оказывает неоднозначное влияние на адсорбцию органических веществ. На окисленной поверхности ингибиторы удерживаются лишь силами Ван-дер-Ваальса и не образуют хемосорбироваиных слоев ингибитора с металлом. Благодаря изменению заряда корродирующего металла, вызванного смещением нулевой точки от ее положения для корродирующего металла до потенциала нулевого заряда для металла, вьщеляющегося из неорганического компонента, увеличение защитного действия комбинированных ингибиторов может быть весьма значительным. [c.145]

Знание потенциалов нулевых зарядов металлов и стационарных потенциалов в данной среде может значительно облегчить отыскание ингибиторов коррозии. Если потенциал нулевого заряда больше стационарного потенциала металал в данном электролите фн. з>Фст, т. е. поверхность металла в условиях коррозии заряжена отрицательно, то наиболее вероятна адсорбция катионов или положительно заряженных коллоидных частиц. При фн. з<фст, т. е. когда поверхность металла заряжена полож ительно, наиболее вероятна адсорбция анионов и отрицательно заряженных коллоидных частиц. [c.130]

Следует, однако, иметь в виду, что окисление поверхности сдвигает часто и стационарный потенциал металла в положительную сторону, поэтому предсказать, какой заряд приобретает металл, трудно. Все зависит от того, какой потенциал изменится при окислении металла сильнее— стационарный или потенциал нулевого заряда. Таким образом, влияние окислителей на абсорбцию органических веществ является неоднозначным. Швабе [69], например, отмечает, что появление окислов на поверхности металла Приводит к изменению характера адсорбции органических веществ. Дибензилсульфоокоид -и нитрит дициклогексиламмония хорошо адсорбируются на неокисленной поверхности железа и являются хорошими ингибиторами коррозии. На окисленной же поверхности эти вещества не проявляют ингибирующих свойств. По мнению автора, это связано с тем, что в первом случае возникают хемосорбированные слои ингибитора с металлом, а во втором — на окисленной поверхности ингибиторы удерживаются лишь силами Ван-дер-Ваальса я легко вытесняются с поверхности молеку- [c.130]

Тогда уменьшение электронной плотности на адсорбционном центре ингибитора должно снижать специфическую адсорбцию. От взаимодействия этих двух факторов и зависит ингибирующий эффект. Падение защитного эффекта аминов при снижении нук-леофильности заместителей (от аСО до а = 0) объясняется, вероятно, одновременным изменением физической адсорбции и поверхностной концентрации специфически адсорбированных частиц. Насколько это объяснение правомерно, сказать трудно, так как в основу рассуждений авторов положено, что потенциал нулевого заряда железа равен нулю, а это, как было выше указано, оспаривается многими исследователями не без оснований. [c.150]

Состав раствора, в котором находится органический ингибитор наводороживания, влияет на эффективность его действия. Даже при условии отсутствия разряда и выделения на поверхности металла катода иных катионов, кроме водорода, свойства поверхности металла катода могут сильно изменяться в растворах различных электролитов. Например, в растворах кислот, содержащих специфически адсорбируемые анионы (С1 , Вг , J-, HS и др.), адсорбционная способность металла катода сильно изменяется, что показано в работах А. Н. Фрумкина, 3. А. Иофа и др. исследователей [611—613]. Согласно представлениям электрохимиков школы акад. А. Н. Фрумкина, в присутствии анионов галоидов происходит смещение потенциала нулевого заряда железа (фд=о) в сторону более положительных значений, а также образование на поверхности катода ионных пар из адсорбированного аниона и катиона органического соединения (ингибитора коррозии). Это улучшает адсорбцию и ингибирование коррозии органическими веществами катионного типа (трибензиламнн). [c.245]

Показано, что водомасло- и маслорастворимые ПАВ способны вытеснять только свободную адсорбированную воду, которая и обусловливает развитие электрохимической коррозии. Химически связанная с поверхностью металла вода, так же как кислород, водород и другие вещества, включается, как правило, в хемосорб-ционно-адсорбционную фазу ингибиторов [15, 60— 62]. Когда количество электролита достаточно велико и сопоставимо с количеством нефтепродукта, основным слагаемым уравнения (1-15) становится энергия двойного электрического слоя электролита Дб дэс. В этом случае адсорбция водомасло- или маслорастворимых ПАВ из полярных сред зависит от потенциала металла, от того, насколько этот потенциал отличается от нулевой точки металла (потенциала нулевого заряда металла V hs) [15, 52]. В общем случае адсорбция маслорастворимых ПАВ на металле в присутствии электролита или отсутствие их десорбции возможны, если [c.33]

Г. И. Шор исследовал противоизносные и противозадирные свойства масел и присадок на специальной установке с поляризацией пары трения (стальные шарики и вращающиеся съемные диски из алюминия или меди) от внешнего источника тока [55]. Обнаружено, что зависимость износа металлов от силы тока поляризации имеет вид обычных электрокапиллярных кривых минимум износа наблюдается вблизи нулевой точки металла (рис. 13). Показано также, что одни ПАВ при взаимодействии с металлом уменьшают работу выхода электрона и увеличивают пластичность поверхности металла (фосфорсодержащие присадки), другие, наоборот, образуют пленки с высокой работой выхода и повышенными твердостью и хрупкостью (серосодержащие присадки). Соответственно этому противоизносные и противозадирные присадки смещают вправо (фосфорсодержащие присадки — доноры электронов) или влево (серосодержащие присадки — акцепторы электронов) нулевую точку металла [32, 55]. Поляризация от внешнего источника тока при потенциалах, близких к нулевой точке металла, как и в случае маслорастворнмых ингибиторов коррозии, облегчает и ускоряет процессы адсорбции и хемосорбции ПАВ, способствует пластифицированию металла и снижению износа. Поляризация при потенциалах, значительно отличающихся от потенциала нулевого заряда, приводит к усилению износа (электроэрозионному изнашиванию), обусловленному уменьшением когезионной связи [c.103]

В работе Д. И. Лейкис с сотрудниками дается обзор работ по использованию метода импеданса для исследования границы электрод — электролит. Рассмотрены возможности этого метода при исследовании, адсорбции ингибиторов, изучении кинетики электродных реакций, определении защитных свойств покрытий. Особое внимание уделяется рассмотрению эквивалентных электрических схем и изучению импеданса для процессов адсорбции на твердых электродах. Сопоставляются потенциалы нулевого заряда и токов адсорбции и десорбции органических веществ как функции потенциала. Описаны методы исследования с помощью импеданса процессов пассивации. [c.4]

Замедлители травления имеют полярную группу или же некоторые специфические группы.Они содержат в органических соединениях N, амины, S и группу ОН . Размеры, ориентировка и электрический заряд молекулы влияют на ингибируюшие свойства. Возможность адсорбции и сила связи адсорбции часто зависят от такого фактора, как заряд поверхности металла [22—25]. Для ингибиторов, которые лучше адсорбируются при смещении потенциала от нулевого заряда поверхности в анодном направлении, катодная поляризация в присутствии ингибитора обеспечит лучшую защиту, чем соответствующая катодная защита или применение ингибитора отдельно. Это было показано Антроповым [26] для железа и цинка в серной кислоте, содержащей различные органические ингибиторы. [c.219]

В начальный период этого цикла исследований основное внимание было обращено на выяснение роли адсорбции в процессах ингибирования. На основании концепции приведенной шкалы потенциалов было показано, что при коррозии металлов ингибирующее действие органических веществ меняется симбатно с их поверхностной активностью на ртути, если все эти измерения проведены при одинаковых ф-потенциа-лах, т. е. при одинаковых зарядах поверхности металла. Этим был доказан адсорбционный механизм действия большинства органических ингибиторов и внесен рациональный элемент в поиски вероятных ингибиторов. Было введено понятие о специфической адсорбции I и II родов. Специфическая адсорбция I рода определяется природой адсорбирующихся частиц природа металла здесь проявляется главным образом через его нулевую точку. Это позволило на основании адсорбционных измерений, проведенных на одном металле, предвидеть адсорбционное поведение того же вещества на других металлах. Так, в частности, оказалось возможным, используя приведенную шкалу, оценивать области потенциалов, внутри которых на данном металле следует ожидать адсорбцию и влияние органических веществ на коррозионные и другие электрохимические процессы. Подобный же подход был впоследствии плодотворно использован и в работах Лошкарева по электроосаждению металлов. Недавно в работах московских и тартусских электрохимиков были получены результаты, дающие экспериментальное качественное подтверждение этой концепции. Следует, однако, подчеркнуть, что она оправдывается для оиределенной, хотя и широкой группы ингибиторов (азотсо- [c.135]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...