cpomaemКоррозия: защита материалов и методы исследованийTitle in englishИФХЭ РАН10.61852/2949-3412-2026-4-1-55-68cpomaem-141Research ArticleСтатьиОсобенности адсорбции и защиты меди и цинка производными малоновой кислоты в нейтральном хлоридном раствореFeatures of adsorption and protection of copper and zinc by derivatives of malonic acid in a neutral chlorideКузнецовИ. А.KuznetsovI. А.

119071, Москва, Ленинский проспект, д. 31, корп. 4

31-4, Leninsky prospect, 119071 Moscow

АгафонкинаМ. О.AgafonkinaM. O.

119071, Москва, Ленинский проспект, д. 31, корп. 4

31-4, Leninsky prospect, 119071 Moscow

agafonkina@inbox.ruАндрееваН. П.AndreevaN. P.

119071, Москва, Ленинский проспект, д. 31, корп. 4

31-4, Leninsky prospect, 119071 Moscow

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наукРоссияFrumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry Russian Academy of SciencesRussian Federation202609042026015568Copyright © Кузнецов И.А., Агафонкина М.О., Андреева Н.П., 20262026Кузнецов И.А., Агафонкина М.О., Андреева Н.П.Kuznetsov I.А., Agafonkina M.O., Andreeva N.P.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.cpmrm.ru/jour/article/view/141

В статье проведена сравнительная оценка адсорбционных, защитных и пассивирующих свойств алкилпроизводных (С0, С2,С4, С7 и С9) натриевых солей малоновой кислоты на меди и цинке в нейтральных хлоридных растворах и боратном буферном растворе рН 7,4. Значения свободной энергии адсорбции (–DG0 a,max) и защитного эффекта DE на исследованных металлах возрастают в зависимости от числа углеродных атомов в алкильном заместителе производного малоната натрия. Для малоната натрия на меди в боратном буфере при Е= 0,0 В (–DG0 a,max) составляет 47,7 кДж/моль, а на цинке при Е =0,2 В (–DG0 a,max)= 38,7 кДж/моль. При коррозионных исследованиях получена обратная зависимость длины алкильного заместителя в структуре производного малоната натрия и степени защиты цинка в 0,01 моль/л хлоридном водном растворе в течение 7 суток. В отличие от цинка, для меди такая зависимость прямая. Так, для меди с увеличением гидрофобности соединения растет степень защиты алкилмалонатом натрия в 0,01 моль/л растворе хлорида натрия. Для малоната натрия степень защиты меди равна 57%, а цинка 17%. У цинка, наоборот, степень защиты для С9-заместителя ниже и составляет 35%, чем для С2-заместителя (56%).

A comparison of adsorption, protective and passivating properties of sodium salt derivatives of malonic acid on copper and zinc in neutral chloride solutions was carried out. The free energy of adsorption and the protective effect on copper and zinc increase depending on the number of carbon atoms in the alkylsubstituent of the sodium malonate derivative. In corrosion studies, an inverse relationship was obtained between the length of the alkylsubstituent in the structure of the sodium malonate derivative and the degree of zinc protection in a 0.01 mol/L chloride aqueous solution for 7 days. Thus, for copper, with increasing hydrophobicity, the degree of protection by sodium alkylmalonate in a 0.01 mol/L sodium chloride solution increases. In zinc, on the contrary, the degree of protection for the C9-substituent is lower than for the C2-substituent.

локальная депассивациямедьцинксвободная энергия адсорбциисоли дикарбоновых кислотстепень защитыlocal depassivationcopperzincfree energy of adsorptionsalts of dicarboxylic acidsdegree of protectionРабота выполнена в рамках Госзадания при финансовой поддержке Минобрнауки России «Развитие физико-химических основ процессов коррозии металлов и сплавов и методов их защиты» (регистрационный номер 125012200581-1)ReferencesG.H. Koch, M.P.H. Brongers, N.G. Thompson, Y.P. Virmani and J.H. Payer, Corrosion Costs and Preventive Strategies in the United States, Publication no. FHWA-RD-01-156, 2002.G.H. Koch, M.P.H. Brongers, N.G. Thompson, Y.P. Virmani and J.H. Payer, Corrosion Costs and Preventive Strategies in the United States, Publication no. FHWA-RD-01-156, 2002.C. Leygraf, Corrosion Mechanisms in Theory and Practice, 3rd Edition, 2011, 36C. Leygraf, Corrosion Mechanisms in Theory and Practice, 3rd Edition, 2011, 36Проблемы коррозии оборудования и пути их решения: Материалы семинара, М.: ООО «НТЦ при Совете главных механиков», 2007, 220 с.Проблемы коррозии оборудования и пути их решения: Материалы семинара, М.: ООО «НТЦ при Совете главных механиков», 2007, 220 с.Yu.I. Kuznetsov, Organic Inhibitors of Corrosion of Metals, Plenum Press, New York, 1996Yu.I. Kuznetsov, Organic Inhibitors of Corrosion of Metals, Plenum Press, New York, 1996V.S. Sastri, Corrosion Inhibitors: Principle and Applications. John Wiley Sons. Chichester-N.Y. 1998V.S. Sastri, Corrosion Inhibitors: Principle and Applications. John Wiley Sons. Chichester-N.Y. 1998Ю.И. Кузнецов, Физико-химические аспекты ингибирования коррозии металлов в водных растворах, Успехи химии, 2004, 73, 79–93Ю.И. Кузнецов, Физико-химические аспекты ингибирования коррозии металлов в водных растворах, Успехи химии, 2004, 73, 79–93Reviews on Corrosion Inhibitor Science and Technology. Vol. 3. (Eds. by A. Raman, P. Labine). NACE International. Houston. 2004Reviews on Corrosion Inhibitor Science and Technology. Vol. 3. (Eds. by A. Raman, P. Labine). NACE International. Houston. 2004Л.С. Пинчук, А.С. Неверов. Полимерные пленки, содержащие ингибиторы коррозии, Химия, 1993, Москва.Л.С. Пинчук, А.С. Неверов. Полимерные пленки, содержащие ингибиторы коррозии, Химия, 1993, Москва.И.Г. Анисимов, К.М. Бадыштова, С.А. Бнатов и др. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Справочник. Под ред. В.М. Школьникова, Москва, 1999, Изд. центр “Техинформ”.И.Г. Анисимов, К.М. Бадыштова, С.А. Бнатов и др. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Справочник. Под ред. В.М. Школьникова, Москва, 1999, Изд. центр “Техинформ”.В.В. Бурлов, А.И. Алцыбеева и И.В. Парпуц, Защита от коррозии оборудования НПЗ. ХИМИЗДАТ. 2005,СПбВ.В. Бурлов, А.И. Алцыбеева и И.В. Парпуц, Защита от коррозии оборудования НПЗ. ХИМИЗДАТ. 2005,СПбE. Kalman, In Working Party Report on Corrosion Inhibitors, The Institute of Materials, 1994, LondonE. Kalman, In Working Party Report on Corrosion Inhibitors, The Institute of Materials, 1994, LondonYu.I. Kuznetsov, Proceedings of the 10th Europеan Symposium on Corrosion and Scale Inhibitors, 2005, 1, Ferrara University, Ferrara, P. 233Yu.I. Kuznetsov, Proceedings of the 10th Europеan Symposium on Corrosion and Scale Inhibitors, 2005, 1, Ferrara University, Ferrara, P. 233Ю.И. Кузнецов, Ингибирование коррозии меди и ее сплавов 1Н-1,2,4-триазолом и его производными. Обзор, Коррозия: защита материалов и методы исследований, 2023, 4, 38–62. doi: 10.61852/2949-3412-2023-1-4-38-62Ю.И. Кузнецов, Ингибирование коррозии меди и ее сплавов 1Н-1,2,4-триазолом и его производными. Обзор, Коррозия: защита материалов и методы исследований, 2023, 4, 38–62. doi: 10.61852/2949-3412-2023-1-4-38-62Химическая энциклопедия. Т.1 и 2. Изд. «Советская энциклопедия», Москва, 1988 и 1990.Химическая энциклопедия. Т.1 и 2. Изд. «Советская энциклопедия», Москва, 1988 и 1990.A. Popova, In Proceedings of the 10th European Symposium on Corrosion Inhibitors, 2005, Vol. 1, Ferrara University, Ferrara, P. 133A. Popova, In Proceedings of the 10th European Symposium on Corrosion Inhibitors, 2005, Vol. 1, Ferrara University, Ferrara, P. 133M. Marinescu, Recent advances in the use of benzimidazoles as corrosion inhibitors, BMC Chemistry, 2019, 13.M. Marinescu, Recent advances in the use of benzimidazoles as corrosion inhibitors, BMC Chemistry, 2019, 13.B. Assouli, A. Srhiri, H. Idrissi, Effect of 2-Mercaptobenzimidazole and Its Polymeric Film on the Corrosion Inhibition of Brass (60∕40) in Ammonia Solution, Corrosion, 2004, 60, 399–407. doi: 10.5006/1.3287765B. Assouli, A. Srhiri, H. Idrissi, Effect of 2-Mercaptobenzimidazole and Its Polymeric Film on the Corrosion Inhibition of Brass (60∕40) in Ammonia Solution, Corrosion, 2004, 60, 399–407. doi: 10.5006/1.3287765И.К. Маршаков и А.В. Введенский, Ингибиторы коррозии и обесцинкования латуней, Коррозия: материалы, защита, 2004, 2, № 5, 35–40.И.К. Маршаков и А.В. Введенский, Ингибиторы коррозии и обесцинкования латуней, Коррозия: материалы, защита, 2004, 2, № 5, 35–40.G. Xue and Y. Lu, Various Adsorption States of 2-Mercaptobenzimidazole on the Surfaces of Gold and Silver Studied by Surface Enhanced Raman Scattering, Langmuir, 1994, 10, 967–969.G. Xue and Y. Lu, Various Adsorption States of 2-Mercaptobenzimidazole on the Surfaces of Gold and Silver Studied by Surface Enhanced Raman Scattering, Langmuir, 1994, 10, 967–969.D. Kumar, V. Jain and B. Rai, Imidazole derivatives as corrosion inhibitors for copper: A DFT and reactive force field study, Cor. Sci., 2020, 171, 108724. doi: 10.1016/j.corsci.2020.108724D. Kumar, V. Jain and B. Rai, Imidazole derivatives as corrosion inhibitors for copper: A DFT and reactive force field study, Cor. Sci., 2020, 171, 108724. doi: 10.1016/j.corsci.2020.108724Ю.И. Кузнецов и Л.П. Подгорнова, Ингибирование коррозии металлов гетероциклическими хелатореагентами, Итоги науки и техники. Серия: Коррозия и защита от коррозии. ВИНИТИ, 1989, 15, 132.Ю.И. Кузнецов и Л.П. Подгорнова, Ингибирование коррозии металлов гетероциклическими хелатореагентами, Итоги науки и техники. Серия: Коррозия и защита от коррозии. ВИНИТИ, 1989, 15, 132.Ю.И. Кузнецов, Л.П. Подгорнова и Л.П. Казанский, Химическая структура бензимидазолов и защита ими цинка и меди в фосфатных растворах, Защита металлов, 2004, 40, 142–148.Ю.И. Кузнецов, Л.П. Подгорнова и Л.П. Казанский, Химическая структура бензимидазолов и защита ими цинка и меди в фосфатных растворах, Защита металлов, 2004, 40, 142–148.Ю.И. Кузнецов и Л.П. Подгорнова, Ингибирование растворения меди и цинка 5(6)-нитробензимидазолами в фосфатных растворах, Защита металлов, 2006, 42, 76–82.Ю.И. Кузнецов и Л.П. Подгорнова, Ингибирование растворения меди и цинка 5(6)-нитробензимидазолами в фосфатных растворах, Защита металлов, 2006, 42, 76–82.P. Silva-Bermudez, S.E. Rodil and S. Muhl, Albumin adsorption on oxide thin films studied by spectroscopic ellipsometry, Appl. Surf. Sci., 2011, 258, 1711–1718. doi: 10.1016/j.apsusc.2011.10.020P. Silva-Bermudez, S.E. Rodil and S. Muhl, Albumin adsorption on oxide thin films studied by spectroscopic ellipsometry, Appl. Surf. Sci., 2011, 258, 1711–1718. doi: 10.1016/j.apsusc.2011.10.020М.О. Agafonkina, N.P. Andreeva, Yu.I. Kuznetsov and S.F. Timashev, Substituted Benzotriazoles as Inhibitors of Copper Corrosion in Borate Buffer Solutions, Russ. J. of Phys. Chem. A, 2017, 91, 1414–1421. doi: 10.1134/S0036024417080027М.О. Agafonkina, N.P. Andreeva, Yu.I. Kuznetsov and S.F. Timashev, Substituted Benzotriazoles as Inhibitors of Copper Corrosion in Borate Buffer Solutions, Russ. J. of Phys. Chem. A, 2017, 91, 1414–1421. doi: 10.1134/S0036024417080027И.А. Кузнецов, Н.П. Андреева и М.О. Агафонкина, Адсорбция анионов 2-алкилмалоновых кислот на меди и защита ее от коррозии в хлоридных растворах, Коррозия: защита материалов и методы исследований, 2024, 2, № 2, 81–94. doi: 10.61852/2949-3412-2024-2-2-81-94И.А. Кузнецов, Н.П. Андреева и М.О. Агафонкина, Адсорбция анионов 2-алкилмалоновых кислот на меди и защита ее от коррозии в хлоридных растворах, Коррозия: защита материалов и методы исследований, 2024, 2, № 2, 81–94. doi: 10.61852/2949-3412-2024-2-2-81-94M.O. Agafonkina, Yu.I. Kuznetsov, N.P. Andreeva, Kh.S. Shikhaliev and Yu.A. Kovygin, Adsorption and protective properties of alkylmalonic acids’ derivatives on zinc in a neutral chloride solution, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2024, 13, no. 4, 2438–2453. doi: 10.17675/2305-6894-2024-13-4-30M.O. Agafonkina, Yu.I. Kuznetsov, N.P. Andreeva, Kh.S. Shikhaliev and Yu.A. Kovygin, Adsorption and protective properties of alkylmalonic acids’ derivatives on zinc in a neutral chloride solution, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2024, 13, no. 4, 2438–2453. doi: 10.17675/2305-6894-2024-13-4-30Н.П. Андреева и М.О. Агафонкина, Адсорбция и защитные свойства 5-алкилсульфонил-3-амино-1,2,4-триазолов на цинке в нейтральном хлоридном растворе, Коррозия: защита материалов и методы исследований, 2025, 3, № 3, 28–37. doi: 10.61852/2949-3412-2025-3-3-28-37Н.П. Андреева и М.О. Агафонкина, Адсорбция и защитные свойства 5-алкилсульфонил-3-амино-1,2,4-триазолов на цинке в нейтральном хлоридном растворе, Коррозия: защита материалов и методы исследований, 2025, 3, № 3, 28–37. doi: 10.61852/2949-3412-2025-3-3-28-37

The authors declare that there are no conflicts of interest present.