cpomaemКоррозия: защита материалов и методы исследованийTitle in englishИФХЭ РАН10.61852/2949-3412-2024-2-4-20-33cpomaem-75Research ArticleСтатьиАдсорбция и защитные свойства замещенных малонатов натрия на никеле в нейтральных водных растворахAdsorption and protective properties of substituted sodium malonates on nickel in neutral aqueous solutionsАгафонкинаМ. О.AgafonkinaM. O.

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

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

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

КузнецовЮ. И.KuznetsovYu. I.

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

ШихалиевХ. С.ShikhalievKh. S.

Университетская площадь, 1, Воронеж, 394018

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН)РоссияФГБОУ ВО «ВГУ» Воронежский государственный университетРоссия202417012025042033Copyright © Агафонкина М.О., Андреева Н.П., Кузнецов Ю.И., Шихалиев Х.С., 20242024Агафонкина М.О., Андреева Н.П., Кузнецов Ю.И., Шихалиев Х.С.Agafonkina M.O., Andreeva N.P., Kuznetsov Y.I., Shikhaliev K.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.cpmrm.ru/jour/article/view/75

Изучено адсорбционное и защитное действие малоната натрия и его алкилпроизводных (С2 и С9) на поверхности никеля в нейтральном буферном растворе. Получены изотермы адсорбции малоната и его алкилпроизводных на окисленной поверхности никеля и определены величины свободной энергии адсорбции 0 -DGa , которые лежат в пределах от 51 до 79 кДж/моль. Выявлена зависимость величины защитного эффекта от гидрофобности алкилмалонатов. Чем выше гидрофобность соединения, тем выше величина защитного эффекта. Разработана композиция малоната и лаурата натрия в соотношении 4:1, которая обладает более высоким защитным действием, чем сами малонат и лаурат натрия в отдельности.

The adsorption and protective action of sodium malonate and its alkyl derivatives (C2 and C9) on the surface of nickel in a neutral buffer solution was studied. Adsorption isotherms of malonate and its alkylderivatives on the oxidized surface of nickel were obtained and the values of free energy of adsorption 0 -DGa were determined, which lie in the range from 51 to 79 kJ/mol. The dependence of the protective effect on the hydrophobicity of alkylmalonates was revealed. The higher the hydrophobicity of the compound, the higher the protective effect. A composition of sodium malonate and laurate in a ratio of 4:1 has been developed, which has a higher protective effect than sodium malonate and laurate alone.

никельмалонат натрияалкилпроизводные малоната натрияпассивностьпотенциал питтингообразованиясвободная энергия адсорбцииэллипсометрияnickelsodium malonatealkylderivatives of sodium malonatepassivitypitting potentialfree energy of adsorptionellipsometryReferencesКоррозия, Справочник под ред. Л.Л. Шрайера, Пер. с английского под ред. В.С. Синявского, 1981, М.: Металлургия, C. 632.Коррозия, Справочник под ред. Л.Л. Шрайера, Пер. с английского под ред. В.С. Синявского, 1981, М.: Металлургия, C. 632.H.H. Strehblow, In book: Surface and Interface Characterization in Corrosion, 1994, Houston, NACE International, 179.H.H. Strehblow, In book: Surface and Interface Characterization in Corrosion, 1994, Houston, NACE International, 179.B. MacDougall and J.M. Graham, In book: Corrosion Mechanism in Theory and Practice, Ed.: P. Marcus and J. Oudar, 1995, N.-Y.: Marcel Dekker, 143.B. MacDougall and J.M. Graham, In book: Corrosion Mechanism in Theory and Practice, Ed.: P. Marcus and J. Oudar, 1995, N.-Y.: Marcel Dekker, 143.E. Sikora and D.D. Macdonald, Nature of the passive film on nickel, Electrochim. Acta, 2002, 48, no. 1, 69-77. doi: 10.1016/S0013-4686(02)00552-2E. Sikora and D.D. Macdonald, Nature of the passive film on nickel, Electrochim. Acta, 2002, 48, no. 1, 69-77. doi: 10.1016/S0013-4686(02)00552-2E.E. Abd and El Aal, Anodic oxide films on nickel electrode in borate solutions, Corros. Sci., 2003, 45, no 1, 641-658. doi: 10.1016/S0010-938X(02)00135-XE.E. Abd and El Aal, Anodic oxide films on nickel electrode in borate solutions, Corros. Sci., 2003, 45, no 1, 641-658. doi: 10.1016/S0010-938X(02)00135-XЮ.И. Кузнецов и О.А. Лукьянчиков, Реакционная способность карбоксилсодержащих анионов при локальном растворении металлов, Доклады АН СССР, 1986, 291, № 4, 894-898.Ю.И. Кузнецов и О.А. Лукьянчиков, Реакционная способность карбоксилсодержащих анионов при локальном растворении металлов, Доклады АН СССР, 1986, 291, № 4, 894-898.Ю.И. Кузнецов и О.А. Лукьянчиков, О влиянии солей замещенных бензойных кислот на локальное растворение металлов, Электрохимия, 1987, 23, № 9, 1225-1231.Ю.И. Кузнецов и О.А. Лукьянчиков, О влиянии солей замещенных бензойных кислот на локальное растворение металлов, Электрохимия, 1987, 23, № 9, 1225-1231.Ю.И. Кузнецов и О.А. Лукьянчиков, О депассивации никеля в нейтральных растворах аминокислот, Защита металлов, 1988, 24, № 6, 930-937.Ю.И. Кузнецов и О.А. Лукьянчиков, О депассивации никеля в нейтральных растворах аминокислот, Защита металлов, 1988, 24, № 6, 930-937.J.O. Bockris, A.K.N. Reddy and B. Rao, An Ellipsometric Determination of the Mechanism of Passivity of Nickel, J. Electrochem. Soc., 1966, 113, no. 11, 1133-1144. doi: 10.1149/1.2423775J.O. Bockris, A.K.N. Reddy and B. Rao, An Ellipsometric Determination of the Mechanism of Passivity of Nickel, J. Electrochem. Soc., 1966, 113, no. 11, 1133-1144. doi: 10.1149/1.2423775N. Sato and K. Kudo, An ellipsometric study of anodic passivation of nickel in borate buffer solution, Electrochim. Acta, 1974, 19, no. 8, 461-470. doi: 10.1016/0013-4686(74)87025-8N. Sato and K. Kudo, An ellipsometric study of anodic passivation of nickel in borate buffer solution, Electrochim. Acta, 1974, 19, no. 8, 461-470. doi: 10.1016/0013-4686(74)87025-8З.И. Кудрявцева, Л.А. Буркальцева и А.Г. Пшеничников, Применение эллипсометрического метода для исследования поверхностных свойств никелевых электродов в щелочном электролите, Электрохимия, 2004, 40, № 11, 1409-1415.З.И. Кудрявцева, Л.А. Буркальцева и А.Г. Пшеничников, Применение эллипсометрического метода для исследования поверхностных свойств никелевых электродов в щелочном электролите, Электрохимия, 2004, 40, № 11, 1409-1415.А.Г. Пшеничников, З.И. Кудрявцева, Л.А. Буркальцева, Н.А. Жучкова и Н.А. Шумилова, Исследование состояния поверхности никелевого электрода элипсометрическим и потенциодинамическим методами, Электрохимия, 1980, 16, № 2, 161–165.А.Г. Пшеничников, З.И. Кудрявцева, Л.А. Буркальцева, Н.А. Жучкова и Н.А. Шумилова, Исследование состояния поверхности никелевого электрода элипсометрическим и потенциодинамическим методами, Электрохимия, 1980, 16, № 2, 161–165.J.L. Ord, An Ellipsometric Study of the Anodic Oxidation of Nickel in Neutral Electrolyte, J. Electrochem. Soc., 1977, 124, no. 11, 1714-1719. doi: 10.1149/1.2133142J.L. Ord, An Ellipsometric Study of the Anodic Oxidation of Nickel in Neutral Electrolyte, J. Electrochem. Soc., 1977, 124, no. 11, 1714-1719. doi: 10.1149/1.2133142З.И. Кудрявцева, В.А. Опенкин, Н.А. Жучкова, Е.И. Хрущева и Н.А. Шумилова, Исследование адсорбции кислорода на никеле в щелочных электролитах эллипсометрическим и электрохимическим методами, Электрохимия, 1975, 11, № 10, 1488-1492.З.И. Кудрявцева, В.А. Опенкин, Н.А. Жучкова, Е.И. Хрущева и Н.А. Шумилова, Исследование адсорбции кислорода на никеле в щелочных электролитах эллипсометрическим и электрохимическим методами, Электрохимия, 1975, 11, № 10, 1488-1492.W. Visscher, Ellipsometry of nickel-oxides and -hydroxides in alkaline electrolyte, Le Journal de Physique Colloques, 1983, 44, no. (C10), 213-216. doi: 10.1051/jphyscol:19831044W. Visscher, Ellipsometry of nickel-oxides and -hydroxides in alkaline electrolyte, Le Journal de Physique Colloques, 1983, 44, no. (C10), 213-216. doi: 10.1051/jphyscol:19831044P.G. Cao, J.L. Yao, J.W. Zheng, R.A. Gu and Z.Q. Tian, Comparative Study of Inhibition Effects of Benzotriazole for Metals in Neutral Solutions As Observed with Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, Langmuir, 2002, 18, no. 1, 100-104. doi: 10.1021/la010575pP.G. Cao, J.L. Yao, J.W. Zheng, R.A. Gu and Z.Q. Tian, Comparative Study of Inhibition Effects of Benzotriazole for Metals in Neutral Solutions As Observed with Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, Langmuir, 2002, 18, no. 1, 100-104. doi: 10.1021/la010575pJ.M. Maciel, R.F.V.V. Jaimes, P. Corio, J.C. Rubim, P.L Volpe and A.A. Neto, The characterisation of the protective film formed by benzotriazole on the 90/10 copper-nickel alloy surface in H2SO4 media, 2008, Corros. Sci., 50, no. 3, 879-886. doi: 10.1016/j.corsci.2007.10.011J.M. Maciel, R.F.V.V. Jaimes, P. Corio, J.C. Rubim, P.L Volpe and A.A. Neto, The characterisation of the protective film formed by benzotriazole on the 90/10 copper-nickel alloy surface in H2SO4 media, 2008, Corros. Sci., 50, no. 3, 879-886. doi: 10.1016/j.corsci.2007.10.011Н.П. Андреева, Ю.Я. Андреев, Л.И. Есина и Ю.И. Кузнецов, Стабилизация пассивного состояния никеля адсорбцией 1,2,3-бензотриазолов в нейтральном растворе, Коррозия: материалы, защита, 2013, № 1, 13-19.Н.П. Андреева, Ю.Я. Андреев, Л.И. Есина и Ю.И. Кузнецов, Стабилизация пассивного состояния никеля адсорбцией 1,2,3-бензотриазолов в нейтральном растворе, Коррозия: материалы, защита, 2013, № 1, 13-19.O.Y. Grafov, M.O. Agafonkina, N.P. Andreeva, L.P. Kazanskii and Y.I. Kuznetsov, Adsorption of Depocolin and Dimegin on Nickel from Neutral Aqueous Solutions, Prot. Met. Phys. Chem. Surf., 2018, 55, no. 7, 1304-1310. doi: 10.1134/s2070205119070074O.Y. Grafov, M.O. Agafonkina, N.P. Andreeva, L.P. Kazanskii and Y.I. Kuznetsov, Adsorption of Depocolin and Dimegin on Nickel from Neutral Aqueous Solutions, Prot. Met. Phys. Chem. Surf., 2018, 55, no. 7, 1304-1310. doi: 10.1134/s2070205119070074T. Chieb, K. Belmokre, M. Benmessaoud, S.El Hassane Drissi, N. Hajjaji and A. Srhiri, The Inhibitive Effect of 3-Methyl 4-Amino 1,2,4-Triazole on the Corrosion of Copper-Nickel 70–30 in NaCl 3% Solution, Mater. Sci. Appl., 2011, 2, 1260-1267. doi: 10.4236/msa.2011.29170T. Chieb, K. Belmokre, M. Benmessaoud, S.El Hassane Drissi, N. Hajjaji and A. Srhiri, The Inhibitive Effect of 3-Methyl 4-Amino 1,2,4-Triazole on the Corrosion of Copper-Nickel 70–30 in NaCl 3% Solution, Mater. Sci. Appl., 2011, 2, 1260-1267. doi: 10.4236/msa.2011.29170B. Jiang, S.L. Jiang, X. Liu, A.L. Ma and Y.G. Zheng, Corrosion Inhibition Performance of Triazole Derivatives on Copper-Nickel Alloy in 3.5 wt.% NaCl Solution, J. Mater. Eng. Perform., 2015, 24, no. 12, 4797-4808. doi: 10.1007/s11665-015-1759-8B. Jiang, S.L. Jiang, X. Liu, A.L. Ma and Y.G. Zheng, Corrosion Inhibition Performance of Triazole Derivatives on Copper-Nickel Alloy in 3.5 wt.% NaCl Solution, J. Mater. Eng. Perform., 2015, 24, no. 12, 4797-4808. doi: 10.1007/s11665-015-1759-8M. Metikos-Hukovic, R. Babic, I. Skugor, and Z. Grubac, Copper-Nickel Alloys Modified with Thin Surface Films: Corrosion Behaviour in the Presence of Chloride Ions, Corros. Sci., 2011, 53, no. 1, 347-352. doi: 10.1016/j.corsci.2010.09.041M. Metikos-Hukovic, R. Babic, I. Skugor, and Z. Grubac, Copper-Nickel Alloys Modified with Thin Surface Films: Corrosion Behaviour in the Presence of Chloride Ions, Corros. Sci., 2011, 53, no. 1, 347-352. doi: 10.1016/j.corsci.2010.09.041M. Elbakri, R. Touir, M.E. Touhami, A. Srhiri, and M. Benmessaoud, Electrosynthesis of Adherent Poly(3-Amino-1,2,4-Triazole) Films on Brass Prepared in Nonaqueous Solvents, Corros. Sci., 2008, 50, no. 6, 1538-1545. doi: 10.1016/j.corsci.2008.02.014M. Elbakri, R. Touir, M.E. Touhami, A. Srhiri, and M. Benmessaoud, Electrosynthesis of Adherent Poly(3-Amino-1,2,4-Triazole) Films on Brass Prepared in Nonaqueous Solvents, Corros. Sci., 2008, 50, no. 6, 1538-1545. doi: 10.1016/j.corsci.2008.02.014R.J.K. Wood, S.P. Hutton, and D.J. Schiffrin, Mass-Transfer Effects of Noncavitating Seawater on the Corrosion of Cu and 70Cu-30Ni, Corros. Sci., 1990, 30, no. 12, 1177-1201. doi: 10.1016/0010-938X(90)90198-ER.J.K. Wood, S.P. Hutton, and D.J. Schiffrin, Mass-Transfer Effects of Noncavitating Seawater on the Corrosion of Cu and 70Cu-30Ni, Corros. Sci., 1990, 30, no. 12, 1177-1201. doi: 10.1016/0010-938X(90)90198-EX.L. Zhu and T. Lei, Characteristics and Formation of Corrosion Product Films of 70Cu-30Ni Alloy in Seawater, Corros. Sci., 2002, 44, no. 1, 67-79. doi: 10.1016/S0010-938X(01)00041-5X.L. Zhu and T. Lei, Characteristics and Formation of Corrosion Product Films of 70Cu-30Ni Alloy in Seawater, Corros. Sci., 2002, 44, no. 1, 67-79. doi: 10.1016/S0010-938X(01)00041-5S.J. Yuan and S.O. Pehkonen, Surface Characterization and Corrosion Behaviour of 70/30 Cu–Ni Alloy in Pristine and Sulfide-Containing Simulated Seawater, Corros. Sci., 2007, 49, no. 3, 1276-1304. doi: 10.1016/j.corsci.2006.07.003S.J. Yuan and S.O. Pehkonen, Surface Characterization and Corrosion Behaviour of 70/30 Cu–Ni Alloy in Pristine and Sulfide-Containing Simulated Seawater, Corros. Sci., 2007, 49, no. 3, 1276-1304. doi: 10.1016/j.corsci.2006.07.003R.S. Goncalves, D.S. Azambuja, and A.M.S. Lucho, Electrochemical Studies of Propargyl Alcohol as Corrosion Inhibitor for Nickel, Copper, and Copper/Nickel (55/45) Alloy, Corros. Sci., 2002, 44, no. 3, 467–479. doi: 10.1016/S0010-938X(01)00069-5R.S. Goncalves, D.S. Azambuja, and A.M.S. Lucho, Electrochemical Studies of Propargyl Alcohol as Corrosion Inhibitor for Nickel, Copper, and Copper/Nickel (55/45) Alloy, Corros. Sci., 2002, 44, no. 3, 467–479. doi: 10.1016/S0010-938X(01)00069-5Z. Mountassir and A. Srhiri, Electrochemical Behaviour of Cu–40Zn in 3% NaCl Solution Polluted by Sulphides: Effect of Aminotriazole, Corros. Sci., 2007, 49, no. 3, 1350-1361. doi: 10.1016/j.corsci.2006.07.001Z. Mountassir and A. Srhiri, Electrochemical Behaviour of Cu–40Zn in 3% NaCl Solution Polluted by Sulphides: Effect of Aminotriazole, Corros. Sci., 2007, 49, no. 3, 1350-1361. doi: 10.1016/j.corsci.2006.07.001M.M. Antonijevic, S.M. Milic, S.M. Serbula, and G.D. Bogdanovic, The Influence of Chloride Ions and Benzotriazole on the Corrosion Behaviour of Cu37Zn Brass in Alkaline Medium, Electrochim. Acta, 2005, 50, no. 18, 3693-3701. doi: 10.1016/j.electacta.2005.01.023M.M. Antonijevic, S.M. Milic, S.M. Serbula, and G.D. Bogdanovic, The Influence of Chloride Ions and Benzotriazole on the Corrosion Behaviour of Cu37Zn Brass in Alkaline Medium, Electrochim. Acta, 2005, 50, no. 18, 3693-3701. doi: 10.1016/j.electacta.2005.01.023W.A. Badawy, K.M. Ismail, and A.M. Fathi, Corrosion Control of CuNi Alloys in Neutral Chloride Solutions by Amino Acids, Electrochim. Acta, 2006, 51, no. 20, 4182-4189. doi: 10.1016/j.electacta.2005.11.037W.A. Badawy, K.M. Ismail, and A.M. Fathi, Corrosion Control of CuNi Alloys in Neutral Chloride Solutions by Amino Acids, Electrochim. Acta, 2006, 51, no. 20, 4182-4189. doi: 10.1016/j.electacta.2005.11.037I. Milošev and M. Metikoš-Huković, Passive films on 90Cu-10Ni alloy: The Mechanism of Breakdown in Chloride Containing Solutions, J. Electrochem. Soc., 1991, 138, 61-67.I. Milošev and M. Metikoš-Huković, Passive films on 90Cu-10Ni alloy: The Mechanism of Breakdown in Chloride Containing Solutions, J. Electrochem. Soc., 1991, 138, 61-67.F. Mohamed Mahgoub and A. Mohamed Hefnawy, Inhibition Mechanism of Pitting Corrosion of Nickel in Aqueous Medium by Some Macrocyclic Compounds, Open J. Phys. Chem., 2012, 2, no. 4, 221-227. doi: 10.4236/ojpc.2012.24030F. Mohamed Mahgoub and A. Mohamed Hefnawy, Inhibition Mechanism of Pitting Corrosion of Nickel in Aqueous Medium by Some Macrocyclic Compounds, Open J. Phys. Chem., 2012, 2, no. 4, 221-227. doi: 10.4236/ojpc.2012.24030I.A. Kuznetsov, A.A. Chirkunov, Yu.I. Kuznetsov, Kh.S. Shikhaliev, M.O. Agafonkina, N.P. Andreeva and Yu.A. Kovygin, Protection of copper against corrosion in neutral solutions by salts of 2-alkylmalonic acids, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2022, 11, no. 3, 1401-1417. doi: 10.17675/2305-6894-2022-11-3-29I.A. Kuznetsov, A.A. Chirkunov, Yu.I. Kuznetsov, Kh.S. Shikhaliev, M.O. Agafonkina, N.P. Andreeva and Yu.A. Kovygin, Protection of copper against corrosion in neutral solutions by salts of 2-alkylmalonic acids, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2022, 11, no. 3, 1401-1417. doi: 10.17675/2305-6894-2022-11-3-29М.О. Агафонкина, Н.П. Андреева, Ю.И. Кузнецов, С.Ф. Тимашев, Замещенные бензотриазолы как ингибиторы коррозии меди в буферном боратном растворе, Журнал физической химии, 2017, 91, № 8, 1294-1301. doi: 10.7868/S0044453717080027М.О. Агафонкина, Н.П. Андреева, Ю.И. Кузнецов, С.Ф. Тимашев, Замещенные бензотриазолы как ингибиторы коррозии меди в буферном боратном растворе, Журнал физической химии, 2017, 91, № 8, 1294-1301. doi: 10.7868/S0044453717080027И.А. Кузнецов, Н.П. Андреева, 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, 81-94. doi: 10.61852/2949-3412-2024-2-2-81-94.И.А. Кузнецов, Н.П. Андреева, 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, 81-94. doi: 10.61852/2949-3412-2024-2-2-81-94.

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