ناقش قسم الكيمياء في كلية التربية للعلوم الصرفة (ابن الهيثم) رسالة الماجستير الموسومة ( ثبيط تآكل سبيكة النحاس بواسطة بعض المستخلصات النباتية كمثبطات صديقة للبيئة ) للطالبة ( نورس سعد محمد) التي انجزتها باشراف التدريسية في القسم ( أ.م.د زينب وجدي احمد ) ونوقشت من قبل أعضاء لجنة المناقشة المبينة أسمائهم في ما يأتي :
وهدفت هذه الدراسة الى :
-
محاولة ايجاد احد الحلول العملية للحد من مشكلة تآكل النحاس في وسط حامض النتريك باستخدام مثبطات مستخلصات نباتية صديقة للبيئة لما لهذه المشكلة من مضار اقتصادية وبيئية كبيرة .
-
دراسة معدلات تآكل النحاس باستخدام طريقة الوزن المفقود في تراكيز مختلفة من حامض النتريك
(0.1,0.2,0.5)M عند درجات الحرارة 298-328)K) .
-
دراسة تأثير المثبطات بتراكيز مختلفة لكل من مستخلصي الثوم والبصل بتراكيز مختلفة200,250,300,350,400) ppm ) في تآكل النحاس عند تركيز 5M من حامض النتريك عند درجات حرارة 298-328) K) .
-
دراسة مورفولوجيا سطح النحاس عند التآكل بغياب ووجود المثبطات بواسطة تقنية SEM.
وتضمن البحث دراسة السلوك التآكلي لسبيكة النحاس في وسط حامضي لحامض النتريك بتراكيز مختلفة 0.1, 0.2, 0.5M) ) بالطريقة الوزنية عند درجات حرارية مختلفة( 298.308,318,328 K ) بغياب ووجود المستخلصات النباتية المستخدمة كمثبطات صديقة للبيئة وهي مستخلص الثوم (Allium sativum), ومستخلص البصل(Allium cepa.L.) بتراكيز مختلفة ( 200,250.300.350,400 ppm) عند اعلى تركيز لمحلول التآكل.
وجد ان معدل التآكل يزداد بزيادة تركيز الحامض وزيادة درجة الحرارة إذ بينت الدراسة ان اعلى معدل تآكل كان عند تركيز 0.5 M HNO3 ودرجة حرارة 328K.
واثبتت تقنيات التشخيص (GC-MS) و(FT-IR) لمستخلصي الثوم والبصل احتواءهما على العديد من المركبات العضوية التي يعزى لها الفعالية التثبيطية للمستخلصين , وقد بينت الدراسة ان قيم كفاءة التثبيط IE % والمساحة السطحية المغطاة بجزيئات المثبط 𝜽 تزداد بزيادة تركيز المثبط و مع ارتفاع درجات الحرارة , واظهرت النتائج ان اعلى كفاءة تثبيط لمستخلص الثوم بلغت ( %87.9) , يليه مستخلص البصل بلغت (82.92 %) عند درجة 298K . كما تم حساب حركيات التآكل من قيم معدل التآكل واعتمادها على درجات الحرارة إذ بينت النتائج ان قيم طاقات التنشيط تزداد بزيادة تركيز المثبط عند جميع الدرجات الحرارية , اي ان وجود المثبط ادى الى رفع حاجز الطاقة لتآكل سبيكة النحاس, ووجد ان قيم انثالبي التنشيط (H∆) بغياب ووجود المثبط موجبة مما يؤكد ان التفاعل ماص للحرارة وان قيم دالة انتروبي التنشيط سالبة مما يدل على نقصان في درجات الحرارة.
وبعد تطبيق ايزوثيرمات الامتزاز للانكماير اظهرت الحسابات الثرموديناميكية لعملية الامتزاز ان قيم طاقة جبس الحرة( ∆G) قيم سالبة مما يؤكد تلقائية عملية الامتزاز وتتراوح تقريبا بين( Kj/mol 12-16 ) التي تدل على ان عملية امتزاز مستخلصي الثوم والبصل على سطح سبيكة النحاس من نوع امتزاز فيزيائي.
وخلصت الطالبة في ختام رسالتها الى المقترحات الاتية لدراسات مناظرة او مكملة لهذه الدراسة حول سلوك تآكل النحاس, منها:
-
دراسة التآكل لسبيكة النحاس في اوساط من حوامض اخرى او قواعد او اوساط ملحية.
-
استخدام مستخلصات نباتية اخرى بسبب مزاياها لكونها اقتصادية ومتوفرة وامينة على البيئة كونها خالية من التلوث كمثبطات لتآكل النحاس.
-
تكرار العمل لسبائك اخرى مستخدمة في الحياة العملية مثل الالمنيوم وسبائكه والفولاذ الكربوني بانواعه والفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النحاس الاخرى مثل البراص.
-
استخدام التقنية الكهروكيميائية مثل تقنية المجهاد الساكن لايجاد معدلات التآكل.
Corrosion Inhibition of Copeer By Some Plant Extracts as Environmentally Friendly Inhibitors
By Nawras Sa’ad Mohammed
Supervised by Asst.prof.Dr.Zainab Wajdi Ahmed
The Abstract
The current study including studying corrosion behavior of copper alloy in acidic medium of nitric acid with different concentration ( 0.1,0.2,0.5) M by weight loss technique at different temperature in absence and presence plants extracts as environmentally friendly inhibitors garlic extract (Allium sativum) and onion extract (Allium cepa.L.) with different concentrations (200,250,300,350,400 ppm) at higher concentration of corrosive solution .
It was found that corrosion rate increase with increasing of acid concentration and temperature, the study show that higher corrosion rate was at 0.5 M HNO3 and 328 K. The characterization techniques (GC-MS) and(FT-IR) proved the presence of many organic compounds that responsible for the inhibition performance of both extracts , the study show that inhibition efficiency and surface coverage area increase with increasing the concentration of the inhibitor And decrease with increasing temperature. The results show that higher inhibition efficiency for garlic extract reached (87.9%) then onion extract (82.92%) at 298 K.
Kinetic of copper corrosion have been studied from the values of corrosion rate and their dependencies on temperature. It was found that values of (Ea) increased with inhibitor concentration increasing that means that the inhibitor raises energy barrier for corrosion process. The values of (∆H ) were positive in presence and absence of inhibitors meaning that the corrosion process is endothermic . (∆S) values were negative meaning decrease in overall degree of freedom.
From Langmuir adsorption isotherm thermodynamic data for adsorption showed that the values of (ΔGºads) were negative values which indicate that the adsorption process is spontaneous and its value were between (12-16 KJ/mol) which indicate that adsorption process of garlic and onion extracts on copper alloy surface is physisorption .
Scanning electron microscope (SEM ) was using to examined copper alloy surface in acidic medium in absence and presence of the tow plant extracts ,the SEM image showed that surface of alloys were covered by good protective layer of inhibitor molecules .( FT-IR( was used to identify existence of active groups in plant extracts ( garlic and onion ) before and after immersing copper alloy specimens and from comparison between two spectra for each extract it was noticed association of active groups in extract with alloy surface which lead to form protective layer from corrosion on copper alloy surface.
