cpomaemКоррозия: защита материалов и методы исследованийTitle in englishИФХЭ РАНcpomaem-6Research ArticleСтатьиКоррозия меди в растворах уксусной кислотыCorrosion of copper in acetic acid solutionsАвдеевЯ. Г.AvdeevYa. G.

Ленинский проспект, 31, корп. 4, Москва

Leninskii pr. 31, 119071, Moscow

АнфиловК. Л.AnfilovK. L.

ул. Баженова. 2, Калуга, 248000

Bazhenov str. 2, 248000, Kaluga

КузнецовЮ. И.KuznetsovYu. I.

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

Leninskii pr. 31, 119071, Moscow

ФГБУН Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАНРоссияA.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of SciencesRussian FederationКалужский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования “Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)”РоссияBauman Moscow State Technical University (Kaluga Branch)Russian Federation202307052023015669Copyright © Авдеев Я.Г., Анфилов К.Л., Кузнецов Ю.И., 20232023Авдеев Я.Г., Анфилов К.Л., Кузнецов Ю.И.Avdeev Y.G., Anfilov K.L., Kuznetsov Y.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.cpmrm.ru/jour/article/view/6

Коррозия меди в свободно аэрируемых воздухом растворах уксусной кислоты исследована в зависимости от ее концентрации и длительности контакта металла с агрессивной средой. Показано отсутствие принципиального различия в агрессивности этой среды в отношении меди при переходе от статических к динамическим условиям эксперимента. Агрессивность исследуемых сред в отношении металлической меди повышает накопление в них продукта коррозии – ацетата Cu(II). Наиболее сильно это влияние проявляется при контакте металлической меди с динамической коррозионной средой. В качестве ингибиторов коррозии меди в растворах уксусной кислоты исследована смесь четвертичных аммониевых солей – катамин АБ и производное триазола – ИФХАН-92. Наиболее высокое защитное действие обеспечивает добавка ИФХАН-92. Эффективность этого ингибитора существенно не зависит от длительности контакта металла с агрессивной средой, содержания в ней H3CCOOH, гидродинамических характеристик раствора. Ингибитор ИФХАН-92 сохраняет защитное действие в отношении металлической меди даже в случае накопления в коррозионной среде продукта коррозии – ацетата Cu(II). Важно, что этот эффект сохраняется при переходе от статических к динамическим средам. Рассмотрено влияние конвективного фактора на коррозию меди в растворе уксусной кислоты, содержащей ацетата Cu(II), как в отсутствии, так и присутствии ингибиторов коррозии.

Corrosion of copper in acetic acid solutions freely aerated by air was studied depending on its concentration and the duration of contact of the metal with an aggressive medium. There are no fundamental differences in the aggressiveness of this medium with respect to copper in the transition from static to dynamic experimental conditions. Aggressiveness of the studied media in relation to metallic copper increases the accumulation of the corrosion product in them, Cu(II) acetate. This effect is most pronounced when metallic copper comes into contact with a dynamic corrosive medium. A mixture of quaternary ammonium salts (catamine AB) and a triazole derivative (IFKhAN-92) were studied as copper corrosion inhibitors in acetic acid solutions. The highest protective effect is provided by the additive IFKhAN-92. The effectiveness of this inhibitor does not significantly depend on the duration of contact of the metal with the aggressive medium, the content of H3CCOOH in it, and the hydrodynamic characteristics of the solution. The IFKhAN-92 inhibitor retains its protective action against metallic copper even in the case of accumulation of a corrosion product, Cu(II) acetate, in a corrosive environment. It is important that this effect is preserved when moving from static to dynamic environments. The influence of the convective factor on the corrosion of copper in an acetic acid solution containing Cu(II) acetate, both in the absence and presence of corrosion inhibitors, is considered.

коррозиякислотная коррозиямедьуксусная кислотаингибиторы коррозиичетвертичные аммониевые солитриазолcorrosionacid corrosioncopperacetic acidcorrosion inhibitorsquaternary ammonium saltstriazole.Исследование выполнено в рамках НИОКТР (2022–2024 гг): “Химическое сопротивление материалов, защита металлов и других материалов от коррозии и окисления” (регистрационный номер в ЕГИСУ 122011300078-1, инвентарный номер FFZS-2022-0013).ReferencesC. Verma, M.A. Quraishi and E.E. Ebenso, Corrosive electrolytes, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2020, 9, no. 4, 1261–1276. doi: 10.17675/2305-6894-2020-9-4-5C. Verma, M.A. Quraishi and E.E. Ebenso, Corrosive electrolytes, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2020, 9, no. 4, 1261–1276. doi: 10.17675/2305-6894-2020-9-4-5Я.Г. Авдеев, Высокотемпературная коррозия сталей в растворах кислот. Ч. 1. Методические особенности проведения исследований. Параметры коррозионного процесса. Обзор, Коррозия: материалы, защита, 2020, 4, 1–16. doi: 10.31044/1813-7016-2020-0-4-1-16Я.Г. Авдеев, Высокотемпературная коррозия сталей в растворах кислот. Ч. 1. Методические особенности проведения исследований. Параметры коррозионного процесса. Обзор, Коррозия: материалы, защита, 2020, 4, 1–16. doi: 10.31044/1813-7016-2020-0-4-1-16K. El Mouaden, D.S. Chauhan, M.A. Quraishi, L. Bazzi and M. Hilali, Cinnamaldehyde-modified chitosan as a bio-derived corrosion inhibitor for acid pickling of copper: Microwave synthesis, experimental and computational study, Int. J. Biol. Macromol., 2020, 164, 3709–3717. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.08.137K. El Mouaden, D.S. Chauhan, M.A. Quraishi, L. Bazzi and M. Hilali, Cinnamaldehyde-modified chitosan as a bio-derived corrosion inhibitor for acid pickling of copper: Microwave synthesis, experimental and computational study, Int. J. Biol. Macromol., 2020, 164, 3709–3717. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.08.137D.K. Verma, E.E. Ebenso, M.A. Quraishi and C. Verma, Gravimetric, electrochemical surface and density functional theory study of acetohydroxamic and benzohydroxamic acids as corrosion inhibitors for copper in 1M HCl, Results Phys., 2019, 13, 102194. doi: 10.1016/j.rinp.2019.102194D.K. Verma, E.E. Ebenso, M.A. Quraishi and C. Verma, Gravimetric, electrochemical surface and density functional theory study of acetohydroxamic and benzohydroxamic acids as corrosion inhibitors for copper in 1M HCl, Results Phys., 2019, 13, 102194. doi: 10.1016/j.rinp.2019.102194M. Behpour, S.M. Ghoreishi, M. Salavati-Niasari and B. Ebrahimi, Evaluating two new synthesized S–N Schiff bases on the corrosion of copper in 15% hydrochloric acid, Mater. Chem. Phys., 2008, 107, 153–157. doi: 10.1016/j.matchemphys.2007.06.068M. Behpour, S.M. Ghoreishi, M. Salavati-Niasari and B. Ebrahimi, Evaluating two new synthesized S–N Schiff bases on the corrosion of copper in 15% hydrochloric acid, Mater. Chem. Phys., 2008, 107, 153–157. doi: 10.1016/j.matchemphys.2007.06.068R.K. Ahmed, S. Zhang. Bee pollen extract as an eco-friendly corrosion inhibitor for pure copper in hydrochloric acid, J. Mol. Liq., 2020, 316, 113849. doi: 10.1016/j.molliq.2020.113849R.K. Ahmed, S. Zhang. Bee pollen extract as an eco-friendly corrosion inhibitor for pure copper in hydrochloric acid, J. Mol. Liq., 2020, 316, 113849. doi: 10.1016/j.molliq.2020.113849M.N. El-Haddad, Chitosan as a green inhibitor for copper corrosion in acidic medium, Int. J. Biol. Macromol., 2013, 55, 142–149. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2012.12.044M.N. El-Haddad, Chitosan as a green inhibitor for copper corrosion in acidic medium, Int. J. Biol. Macromol., 2013, 55, 142–149. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2012.12.044L. Larabi, O. Benali, S.M. Mekelleche and Y. Harek, 2-Mercapto-1-methylimidazole as corrosion inhibitor for copper in hydrochloric acid, Appl. Surf. Sci., 2006, 253, 1371–1378. doi: 10.1016/j.apsusc.2006.02.013L. Larabi, O. Benali, S.M. Mekelleche and Y. Harek, 2-Mercapto-1-methylimidazole as corrosion inhibitor for copper in hydrochloric acid, Appl. Surf. Sci., 2006, 253, 1371–1378. doi: 10.1016/j.apsusc.2006.02.013El-S.M. Sherif, R.M. Erasmus and J.D. Comins, Inhibition of copper corrosion in acidic chloride pickling solutions by 5-(3-aminophenyl)-tetrazole as a corrosion inhibitor, Corros. Sci., 2008, 50, 3439–3445. doi: 10.1016/j.corsci.2008.10.002El-S.M. Sherif, R.M. Erasmus and J.D. Comins, Inhibition of copper corrosion in acidic chloride pickling solutions by 5-(3-aminophenyl)-tetrazole as a corrosion inhibitor, Corros. Sci., 2008, 50, 3439–3445. doi: 10.1016/j.corsci.2008.10.002D.-Q. Zhang, Q.-R. Cai, L.-X. Gao and K.Y. Lee, Effect of serine, threonine and glutamic acid on the corrosion of copper in aerated hydrochloric acid solution, Corros. Sci., 2008, 50, 3615–3621. doi: 10.1016/j.corsci.2008.09.007D.-Q. Zhang, Q.-R. Cai, L.-X. Gao and K.Y. Lee, Effect of serine, threonine and glutamic acid on the corrosion of copper in aerated hydrochloric acid solution, Corros. Sci., 2008, 50, 3615–3621. doi: 10.1016/j.corsci.2008.09.007D.-Q. Zhang, H. Wu and L.-X. Gao, Synergistic inhibition effect of l-phenylalanine and rare earth Ce(IV) ion on the corrosion of copper in hydrochloric acid solution, Mater. Chem. Phys., 2012, 133, 981–986. doi: 10.1016/j.matchemphys.2012.02.001D.-Q. Zhang, H. Wu and L.-X. Gao, Synergistic inhibition effect of l-phenylalanine and rare earth Ce(IV) ion on the corrosion of copper in hydrochloric acid solution, Mater. Chem. Phys., 2012, 133, 981–986. doi: 10.1016/j.matchemphys.2012.02.001L. Zhou, S. Zhang, B. Tan, L. Feng, B. Xiang, F. Chen, W. Li, B. Xiong and T. Song, Phenothiazine drugs as novel and eco-friendly corrosion inhibitors for copper in sulfuric acid solution, J. Taiwan Inst. Chem. Eng., 2020, 113, 253–263. doi: 10.1016/j.jtice.2020.08.018L. Zhou, S. Zhang, B. Tan, L. Feng, B. Xiang, F. Chen, W. Li, B. Xiong and T. Song, Phenothiazine drugs as novel and eco-friendly corrosion inhibitors for copper in sulfuric acid solution, J. Taiwan Inst. Chem. Eng., 2020, 113, 253–263. doi: 10.1016/j.jtice.2020.08.018I. Cakmakcı, B. Duran and G. Bereket, Influence of electrochemically prepared poly(pyrrole-co-N-methylpyrrole) and poly(pyrrole)/poly(N-methylpyrrole) composites on corrosion behavior of copper in acidic medium, Prog. Org. Coat., 2013, 76, 70–77. doi: 10.1016/j.porgcoat.2012.08.015I. Cakmakcı, B. Duran and G. Bereket, Influence of electrochemically prepared poly(pyrrole-co-N-methylpyrrole) and poly(pyrrole)/poly(N-methylpyrrole) composites on corrosion behavior of copper in acidic medium, Prog. Org. Coat., 2013, 76, 70–77. doi: 10.1016/j.porgcoat.2012.08.015L. Guo, B. Tan, X. Zuo, W. Li, S. Leng and X. Zheng, Eco-friendly food spice 2-Furfurylthio-3-methylpyrazine as an excellent inhibitor for copper corrosion in sulfuric acid medium, J. Mol. Liq., 2020, 317, 113915. doi: 10.1016/j.molliq.2020.113915L. Guo, B. Tan, X. Zuo, W. Li, S. Leng and X. Zheng, Eco-friendly food spice 2-Furfurylthio-3-methylpyrazine as an excellent inhibitor for copper corrosion in sulfuric acid medium, J. Mol. Liq., 2020, 317, 113915. doi: 10.1016/j.molliq.2020.113915G. Trabanelli, A. Frignani, C. Monticelli and F. Zucchi, Alkyl-benzotriazole derivatives as inhibitors of iron and copper corrosion, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2015, 4, no. 1, 96–107. doi: 10.17675/2305-6894-2015-4-1-096-107G. Trabanelli, A. Frignani, C. Monticelli and F. Zucchi, Alkyl-benzotriazole derivatives as inhibitors of iron and copper corrosion, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2015, 4, no. 1, 96–107. doi: 10.17675/2305-6894-2015-4-1-096-107M.A. Amin, K.F. Khaled, Q. Mohsen and H.A. Arida, A study of the inhibition of iron corrosion in HCl solutions by some amino acids, Corros. Sci., 2010, 52, 1684–1695. doi: 10.1016/j.corsci.2010.01.019M.A. Amin, K.F. Khaled, Q. Mohsen and H.A. Arida, A study of the inhibition of iron corrosion in HCl solutions by some amino acids, Corros. Sci., 2010, 52, 1684–1695. doi: 10.1016/j.corsci.2010.01.019Я.Г. Авдеев, Ю.И. Кузнецов и М.В. Тюрина, Об ингибировании коррозии низкоуглеродистой стали в горячих растворах органических кислот, Коррозия: материалы, защита, 2012, 3, 24–28.Я.Г. Авдеев, Ю.И. Кузнецов и М.В. Тюрина, Об ингибировании коррозии низкоуглеродистой стали в горячих растворах органических кислот, Коррозия: материалы, защита, 2012, 3, 24–28.K.M. Deen, N. Mehrjoo, and E. Asselin, Thermo–Kinetic diagrams: The Cu–H2O– Acetate and the Cu–H2O systems, J. Electroanal. Chem., 2021, 895, 115467. doi: 10.1016/j.jelechem.2021.115467K.M. Deen, N. Mehrjoo, and E. Asselin, Thermo–Kinetic diagrams: The Cu–H2O– Acetate and the Cu–H2O systems, J. Electroanal. Chem., 2021, 895, 115467. doi: 10.1016/j.jelechem.2021.115467K.M. Deen and E. Asselin, Method of developing Thermo–Kinetic diagrams: The Cu– H2O–acetate and the Cu–H2O systems, MethodsX, 2021, 8, 101539. doi: 10.1016/j.mex.2021.101539K.M. Deen and E. Asselin, Method of developing Thermo–Kinetic diagrams: The Cu– H2O–acetate and the Cu–H2O systems, MethodsX, 2021, 8, 101539. doi: 10.1016/j.mex.2021.101539И.А. Молодов и В.В. Лосев, Закономерности образования низковалентных промежуточных частиц при стадийном электродном процессе разряда-ионизации металла, В сб. Электрохимия, 7, Под. ред. Ю.М. Полукарова, М.: ВИНИТИ, 1971, 65–113.И.А. Молодов и В.В. Лосев, Закономерности образования низковалентных промежуточных частиц при стадийном электродном процессе разряда-ионизации металла, В сб. Электрохимия, 7, Под. ред. Ю.М. Полукарова, М.: ВИНИТИ, 1971, 65–113.Я.Г. Авдеев и Т.Э. Андреева, Особенности механизма коррозии сталей в ингибированных растворах кислот, содержащих соли железа (III), Журнал физической химии, 2022, 96, № 2, 281–293. doi: 10.31857/S0044453722020030Я.Г. Авдеев и Т.Э. Андреева, Особенности механизма коррозии сталей в ингибированных растворах кислот, содержащих соли железа (III), Журнал физической химии, 2022, 96, № 2, 281–293. doi: 10.31857/S0044453722020030Ю.В. Плесков и В.Ю. Филиновский, Вращающийся дисковый электрод, М: Наука, 1972, 344 с.Ю.В. Плесков и В.Ю. Филиновский, Вращающийся дисковый электрод, М: Наука, 1972, 344 с.Я.Г. Авдеев и Ю.И. Кузнецов, Высокотемпературная коррозия сталей в растворах кислот. Ч. 3. Ингибиторная защита сталей азотсодержащими гетероциклическими органическими соединениями и неорганическими окислителями. Обзор, Коррозия: материалы, защита, 2021, 2, 1–23. doi: 10.31044/1813-7016-2021-0-2-1-23Я.Г. Авдеев и Ю.И. Кузнецов, Высокотемпературная коррозия сталей в растворах кислот. Ч. 3. Ингибиторная защита сталей азотсодержащими гетероциклическими органическими соединениями и неорганическими окислителями. Обзор, Коррозия: материалы, защита, 2021, 2, 1–23. doi: 10.31044/1813-7016-2021-0-2-1-23

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