Исследование защитных и адсорбционных свойств солей дикарбоновых кислот на цинке
https://doi.org/10.61852/2949-3412-2025-3-1-105-120
Аннотация
Изучено адсорбционное, защитное и пассивирующее действие натриевых солей дикарбоновых кислот (сукцината, итаконата, адипината и азелаината) и их композиций с 2-меркаптобензотиазолом (2-МБТ) в нейтральных хлоридных растворах. При адсорбционном исследовании итаконата, сукцината натрия и азелаината натрия на окисленной поверхности цинка при потенциале Е = 0,2 В получены изотермы адсорбции с величинами свободной энергии адсорбции (-DGa0) = 74,3; 59,4 и 73,5 кДж/моль, соответственно. Поляризационные исследования цинка в присутствии 0,5 ммоль/л сукцината натрия приводят к самопроизвольной пассивации цинка, но с увеличением его концентрации растет и плотность тока анодного растворения. Итаконат, адипинат и азелаинат натрия не способны пассивировать цинк во всей исследованной области концентраций. Коррозионные испытания цинка в 0,01 М NaCl водном растворе в течение 7 суток показали, что лучшей защитной способностью обладает смесь адипината натрия с 2-МБТ (9:1): при Син = 5 ммоль/л наблюдается полная защита цинка в течение 7 суток. Композиция сукцината натрия с 2-МБТ (4:1), итаконата натрия с 2- МБТ (4:1) и азелаината натрия с 2-МБТ (9:1) при Син = 10 ммоль/л полностью защищают цинк от разрушения в 0,01 М водном хлоридном растворе.
Ключевые слова
Об авторах
Ю. И. КузнецовРоссия
119071, г. Москва, Ленинский проспект, д. 31, корп. 4
Н. П. Андреева
Россия
119071, г. Москва, Ленинский проспект, д. 31, корп. 4
М. О. Агафонкина
Россия
119071, г. Москва, Ленинский проспект, д. 31, корп. 4
Список литературы
1. Коррозия, Справочник, Под ред. Л.Л. Шраера, перевод В.С. Синявского, Москва, Металлургия, 1981, 162 с.
2. M.N. Desai, S.S. Rana and M.H. Gandhi, Corrosion inhibitors for zinc, Anti-Corr. Methods Materials, 1973, 20, 3–6. doi: 10.1108/eb006939
3. Yu.I. Kuznetsov and G.V. Redkina, Thin protective coatings on metals formed by organic corrosion inhibitors in neutral media, Coatings, 2022, 12, no. 2, 149. doi: 10.3390/coatings12020149
4. G.V. Redkina, A.S. Sergienko, Y.I. Kuznetsov and O.Y. Grafov, Superhydrophobic Anticorrosive Phosphonate–Siloxane Films Formed on Zinc with Different Surface Morphology, Materials, 2022, 15, 5360. doi: 10.3390/ma15155360
5. G.V. Redkina and A.S. Sergienko, Effect of the composition of alkylphosphonic acid solutions and the initial surface morphology on the anticorrosion efficiency of phosphonate–siloxane films formed on zinc, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2023, 12, no 4, 2265–2281. doi: 10.17675/2305-6894-2023-12-4-24
6. G.V. Redkina, A.S. Sergienko and Yu.I. Kuznetsov, Hydrophobic and anticorrosion properties of thin phosphonate – siloxane films formed on a laser textured zinc surface, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2020, 9, no 4, 1550–1563. doi: 10.17675/2305-6894-2020-9-4-23
7. Y. Ein-Eli, M. Auinat and D. Starosvetsky, Electrochemical and surface studies of zinc in alkaline solutions containing organic corrosion inhibitors, J. Power Sources, 2003, 114, no 2, 330–337. doi: 10.1016/s0378-7753(02)00598-0
8. R.T. Vashi and K. Desai, Aniline as corrosion inhibitor for zinc in hydrochloric acid, Chem. Sci. Trans., 2013, 2, no 2, 670–676. doi: 10.7598/cst2013.423
9. H.G. Chaudhari and M.M. Mahida, Aliphatic amines as corrosion inhibitors for zinc in hydrochloric acid, Pharm. Chem., 2012, 4, 2305–2312.
10. A.M. Guruprasad, H.P. Sachin, G.A. Swetha and B.M. Prasanna, Adsorption and inhibitive properties of seroquel drug for the corrosion of zinc in 0.1 M hydrochloric acid solution, Int. J. Ind. Chem., 2019, 10, 17–30. doi: 10.1007/s40090-018-0168-x
11. E. Stupnisek-Lisac, S. Podbrscek and T. Soric, Non-toxic organic zinc corrosion inhibitors in hydrochloric acid, J. Appl. Electrochem., 1994, 24, 779–784. doi: 10.1007/BF00578094
12. G.V. Redkina, Yu.I. Kuznetsov, N.P. Andreeva, I.A. Arkhipushkin and L.P. Kazansky, Features of zinc passivation by sodium dodecylphosphontate in a neutral aqueous solution, Corros. Sci., 2020, 168, 108554. doi: 10.1016/j.corsci.2020.108554
13. A.M. Guruprasad, H.P. Sachin, G.A. Swetha and B.M. Prasanna, Corrosion inhibition of Zinc in 0.1 M Hydrochloric acid medium with Clotrimazole: Experimental, Theoretical and Quantum studies, Surf. Interfaces, 2020, 19, 100478. doi: 10.1016/j.surfin.2020.100478
14. G.M. Masuku, W. Nxumalo, M.M. Kabanda, L.C. Murulana and I. Bahadur, Quinoxaline derivatives as corrosion inhibitors of zinc in 1.0 M hydrochloric and sulphuric acid solutions: Adsorption, electrochemical, spectroscopic, and computational studies, J. Mol. Liq., 2023, 386, 122458. doi: 10.1016/j.molliq.2023.122458
15. M. Mihit, K. Laarej, H. Abou El Makarim, L. Bazzi, R. Salghi and B. Hammouti, Study of the inhibition of the corrosion of copper and zinc in HNO3 solution by electrochemical technique and quantum chemical calculations, Arabian J. Chem., 2010, 3, no 1, 55–60. doi: 10.1016/j.arabjc.2009.12.009
16. S. El Issami, L. Bazzi, M. Hilal, R. Saloghi and S. Kertit, Inhibition of Copper Corrosion in HCl 0.5 M Medium by some Triazolic Compounds, Annales de Chimie Science des Matériaux, 2002, 27, 63–72. doi: 10.1016/S0151-9107(02)80019-8
17. N.O. Eddy, S.A. Odoemelam, E.C. Ogoko and B.I. Ita, Inhibition of the Corrosion of Zinc in 0.01 – 0.04 M H2SO4 by Erythromycin, Port. Electrochim. Acta, 2010, 28, 15– 26. doi: 10.4152/pea.201001015
18. H. Zhou, Q. Huang, M. Liang, D. Lv, M. Xu, H. Li and W. Li, Investigation on synergism of composite additives for zinc corrosion inhibition in alkaline solution. Mater. Chem. Phys., 2011, 128, no 1–2, 214–219. doi: 10.1016/j.matchemphys.2011.02.061
19. C. Hongyu, G. Yijian, H. Shasha, P. Zhuo, W. Chonggang and Ch. Zhenyu, Synergistic effect of surfactant and 1,10-decanedithiol as corrosion inhibitor for zinc anode in alkaline electrolyte of zinc-air batteries, J. Colloid Interface Sci., 2024, 659, 160–177. doi: 10.1016/j.jcis.2023.12.142
20. T.I. Devyatkina, Y.L. Gun’ko and M.G. Mikhalenko, Development of Ways To Diminish Corrosion of Zinc Electrode, Russ. J. Appl. Chem., 2001, 74, 1122–1125. doi: 10.1023/A:1013058615990
21. M.A. Deyab, Application of nonionic surfactant as a corrosion inhibitor for zinc in alkaline battery solution, J. Power Sources, 2015, 292, 66–71. doi: 10.1016/j.jpowsour.2015.05.040
22. K. Liu, P. He, H. Bai, J. Chen, F. Dong, S. Wang and S. Yuan, Effects of dodecyltrimethylammonium bromide surfactant on both corrosion and passivation behaviors of zinc electrodes in alkaline solution, Mater. Chem. Phys., 2017, 199, 73– 78. doi: 10.1016/j.matchemphys.2017.06.050
23. J.H. Wang, Y.T. Hong, Y.C. Lin and R.S. Lin, Effects of organic corrosion inhibitors on the electrochemical characteristics of zinc in alkaline media, Corrosion, 2008, 64, 51–59. doi: 10.5006/1.3278462
24. J. Dobryszycki and S. Biallozor, On some organic inhibitors of zinc corrosion in alkaline media, Corros. Sci., 2001, 43, 1309–1319. doi: 10.1016/s0010-938x(00)00155-4
25. Internet resource: ELLIPSHEET: Spreadsheet Ellipsometry (Excel Ellipsometer) EXCEL Worksheets for Basic Ellipsometry Calculation, Elipsometry calculation spread sheet (E. Kondoh).
26. 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.2011.10.020
27. М.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/S0036024417080027
28. M.O. Agafonkina, I.A. Kuznetsov, Yu.I. Kuznetsov and N.P. Andreeva, Corrosion inhibition of copper and its alloy MNZh5-1 by salts of succinic and alkenylsuccinic acids in chloride solution, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2021, 10, no. 4, 1606–1620. doi: 10.17675/2305-6894-2021-10-4-14
Рецензия
Для цитирования:
Кузнецов Ю.И., Андреева Н.П., Агафонкина М.О. Исследование защитных и адсорбционных свойств солей дикарбоновых кислот на цинке. Коррозия: защита материалов и методы исследований. 2025;(1):105-120. https://doi.org/10.61852/2949-3412-2025-3-1-105-120
For citation:
Kuznetsov Yu.I., Andreeva N.P., Agafonkina M.O. Study of protective and adsorption properties of dicarboxylic acid salts on zinc. Title in english. 2025;(1):105-120. (In Russ.) https://doi.org/10.61852/2949-3412-2025-3-1-105-120