Ингибиторы доклад по химии

Обновлено: 03.07.2024

вещества, тормозящие разнообразные химические реакции; находят широкое применение для предотвращения или замедления нежелательных процессов, например коррозионного разрушения металлов, окисления топлив, смазочных масел и пищевых продуктов, полимеризации, старения полимеров (см. Стабилизаторы полимерных материалов) и др. Характерной особенностью И. х. является эффективность их в малых концентрациях — от тысячных долей % до нескольких %. Эффективность ингибирования зависит от природы И. х. и характера ингибируемой реакции, а также от количества И. х., времени его введения в реакционную среду, температуры, содержания других веществ, влияющих на эффективность ингибитора.

Ингибиторы коррозии вводят в коррозионно-активную среду для защиты металлов от коррозии. Ингибиторы коррозии относятся к наиболее эффективным средствам борьбы с коррозией и находят широкое применение при травлении металлов с целью удаления окалины, для защиты энергетического оборудования, при добыче и переработке нефти и газа, в промышленном и бытовом водоснабжении, в охладительных системах промышленного оборудования и транспортных средств (двигатели внутреннего сгорания), для защиты от атмосферной коррозии изделий машиностроения, при гидроиспытаниях и т. д. Широко используют И. х. для защиты деталей машин и приборов во время межоперационного хранения, консервации и транспортировки. Защитное действие ингибиторов коррозии определяется их способностью изменять кинетику электрохимических реакций, обусловливающих коррозионный процесс. В зависимости от того, какую из электрохимических реакций сильнее тормозят ингибиторы коррозии, они делятся на анодные, катодные и смешанные. К анодным ингибиторам коррозии относятся, например, такие окислители, как хроматы и нитриты, широко применяемые в промышленности (авиационной, химической, нефтеперерабатывающей и т. д.). При действии этих И. х. металл переходит в устойчивое, пассивное состояние. В качестве катодных ингибиторов коррозии применяют соли мышьяка и висмута, а также различные органические соединения, повышающие Перенапряжение водорода на металле. Катодными ингибиторами коррозии могут служить также вещества, поглощающие катодные деполяризаторы; в частности, для защиты котельной аппаратуры применяют гидразин или сульфит натрия, связывающие растворённый в воде кислород. В зависимости от природы коррозионной среды различают ингибиторы коррозии для кислых, нейтральных и щелочных сред, а также ингибиторы атмосферной коррозии. Для защиты от атмосферной коррозии, например, широкое распространение получили так называемые летучие ингибиторы, пары которых адсорбируются на поверхности металла. Широко распространённый и эффективный метод применения ингибиторов атмосферной коррозии — введение их в упаковочные материалы. Для защиты чёрных металлов применяют нитрит дициклогексиламмония (НДА), карбонат циклогексиламмония (КЦА), смеси мочевины или гексаметилентетрамина (уротропина) с нитритом натрия (УНИ); для защиты чёрных металлов в сочетании с цветными — соли нитро- и динитробензойной кислот с аминами. С целью предотвращения коррозии металлов И. х. вводят также в топлива, масла, смазки и полимерные покрытия. В масла и смазки добавляют окисленные нефтепродукты, нитрованные масла, сульфонаты, амины, нитриты и др.; в полимерные покрытия — хроматы, нитрованные масла и др.

Ингибиторы окислительных реакций тормозят окисление молекулярным кислородом; они добавляются к топливам, маслам и смазкам для замедления их окисления при хранении и в процессе применения (см. Антиокислители). Содержание в топливах и маслах некоторых металлов оказывает каталитическое действие на окисление и снижает эффективность И. х. Для устранения этого влияния в топлива вводят так называемые дезактиваторы металлов, например салицилидены, образующие с металлами нереакционноспособные комплексы. В качестве ингибиторов окислительных реакций используют главным образом фенолы, ароматические амины и некоторые сернистые соединения. Например, в бензины добавляют фенил-n-aминофенол, 2,4-диметил-6-трет-бутилфенол, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол (техническое название тонанол-О) и др. И. х., вводимые с той же целью в смазочные масла (см. Присадки), обладают обычно сложной химической природой и, помимо повышения стойкости к окислению, улучшают также и ряд других эксплуатационных характеристик масел.

Ингибиторы окисления пищевых продуктов — природные или синтетические вещества, задерживающие окисление жиров и жиросодержащих продуктов. Примерами таких ингибиторов являются известные с глубокой древности пряности — тимьян, шалфей, тмин и т. п., которые придают продуктам приятный запах и ингибируют их окисление (прогоркание). Природные ингибиторы, из которых наиболее известны токоферолы, содержатся во многих натуральных жирах и маслах, однако теряются при их рафинировании; поэтому в рафинированные жиры и масла обычно вводят И. х. Для этих целей используют, например, природные продукты — сырое хлопковое или соевое масла (в концентрациях до 5%), или же синтетические продукты, например нетоксичные сложные эфиры галловой кислоты — этил- и пропилгаллаты, ионол (3,5-ди-трет-бутил-4-окситолуол), а также многие фенолы и амины (например, для предохранения от окисления льняного масла). Действие И. х. в этих случаях может усиливаться другими веществами, например лимонной и аскорбиновой кислотами.

Ингибиторы полимеризации задерживают или замедляют полимеризацию мономеров (а также олигомеров) при их хранении или перегонке. Ингибиторы полимеризации должны предохранять не только от спонтанной полимеризации, но и от окисления кислородом воздуха. Ингибиторами полимеризации являются сера, фенолы, таннин, канифоль, соли меди и др.

Об ингибиторах, угнетающих активность ферментов, см. Ингибиторы (См. Ингибиторы химические) в биологии.

Лит.: Алцыбеева А. И., Левин С., Ингибиторы коррозии металлов, Справочник, [Л.], 1968; Брегман Дж., Ингибиторы коррозии, пер. с англ., М.—Л., 1966; Розенфельд И. Л., Летучие ингибиторы коррозии, в сборнике: Коррозия и защита от коррозии, т. 1, М., 1971 (Итоги науки. Сер. химия, [сб. 34]); Путилова И. Н., Балезин С. А., Баранник В. П., Ингибиторы коррозии металлов, М., 1958; Кулиев А. М., Присадки к смазочным маслам, М.—Л., 1964; Аксенов А. Ф., Авиационные топлива, смазочные материалы и специальные жидкости, 2 изд., М., 1970.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Содержание работы

Содержимое работы - 1 файл

Химия.docx

Московский государственный университет путей

Выполнила: студентка гр. РЭТ 101

1.Понятие коррозии. Ингибиторы коррозии…………………………………..4

2.Классификация ингибиторов коррозии………………………………………7

Список использованной литературы…………………………………. ..…18

Первые ингибиторы были найдены случайно, опытным путем, и часто становились клановым секретом. Известно, что дамасские мастера для снятия окалины и ржавчины пользовались растворами серной кислоты с добавками пивных дрожжей, муки, крахмала. Эти примеси были одними из первых ингибиторов. Они не позволяли кислоте действовать на оружейный металл, в результате чего растворялись лишь окалина и ржавчина.

По данным 1980 г., число известных науке ингибиторов коррозии превысило 5 тыс. Считают, что 1 т ингибитора дает в народном хозяйстве экономию около 5000 руб.

Работа по борьбе с коррозией имеет важнейшее народнохозяйственное значение. Это весьма благодатная область для приложения сил и способностей.

Термин коррозия происходит от латинского слова corrodere , что означает разъедать, разрушать.

Коррозия – это самопроизвольный процесс разрушения материалов и изделий из них под химическим воздействием окружающей среды.

В основе этого взаимодействия лежат химические и электрохимические реакции, а иногда и механическое воздействие внешней среды.

Коррозия является физико-химическим процессом, и закономерности ее протекания определяются общими законами термодинамики и кинетики гетерогенных систем. Различают внутренние и внешние факторы коррозии.

Снижение коррозионной активности среды может быть осуществлено двумя способами:

- удалением из агрессивной среды компонентов, вызывающих коррозию металлов;

- введением в агрессивную среду специальных веществ, которые вызывают значительное снижение скорости коррозионного процесса. Такие вещества называют ингибиторами, коррозии.

Замедлителями, или ингибиторами, коррозии называют вещества, способные в малых количествах замедлять протекание химических процессов или останавливать их.

Название ингибитор происходит от латинского inhibere, что означает сдерживать, останавливать. Ещё по данным 1980 года, число известных науке ингибиторов составило более пяти тысяч. Ингибиторы дают народному хозяйству немалую экономию.

Ингибирующее воздействие на металлы, прежде всего на сталь, оказывает целый ряд неорганических и органических веществ, которые часто добавляются в среду, вызывающую коррозию.

Ингибиторы имеют свойство создавать на поверхности металла очень тонкую пленку, защищающую металл от коррозии.

Уменьшение электрохимической коррозии при введении замедлителя может произойти вследствие торможения анодного или катодного процесса, воздействия на оба процесса или увеличения сопротивления системы при образовании на металлической поверхности пленки, обладающей пониженной электропроводностью.

Действие ингибиторов коррозии обусловлено изменением состояния поверхности металла вследствие адсорбции ингибитора или образования с катионами металла труднорастворимых соединений. Защитные слои, создаваемые ингибиторами коррозии, всегда тоньше наносимых покрытий. Ингибиторы коррозии могут действовать двумя путями: уменьшать площадь активной поверхности или изменять энергию активации коррозионного процесса.

Отдельную группу составляют методы, в основе которых лежит воздействие на границу металла с внешней средой, основанное на использовании покрытий или воздействии путем изменения потенциала. Сюда относят, в частности, анодную и катодную защиту. Часто для повышения эффективности различные методы противокоррозионной защиты комбинируют. Так, например, легирование используют в комбинации с ингибированием, защитные покрытия – в комбинации с катодной защитой. Такое комбинирование повышает эффективность защиты металла от коррозии. При другом подходе методы защиты от коррозии классифицируют в соответствии со степенью их активности. Методы активной защиты обеспечивают устойчивое воспроизведение низкой скорости коррозии металла при различных внешних воздействиях. К этим методам относят коррозионно-стойкое легирование, обеспечивающее самопроизвольное воспроизведение коррозионной структуры, понижающей скорость коррозии, которая может возрастать при механических или других воздействиях на поверхность корродирующего металла. Аналогичные процессы формирования коррозионно-стойких структур происходят при применении электрохимических методов защиты. В отличие от этого, методы пассивной защиты сопряжены с необходимостью привлечения дополнительных затрат на восстановление защиты при ее нарушениях. Так, при разрушении лакокрасочных покрытий необходимо их восстанавливать, обновлять, чтобы уменьшить коррозионные разрушения металла. Комбинированные методы считаются наиболее эффективными. Например, когда комбинируют неметаллические покрытия (пассивная защита) и катодную электрохимическую защиту (активная защита), защита от коррозии становится более эффективной.

Один из методов изучения механизма действия замедлителей коррозии – построение поляризационных кривых.

Торможение ингибитором одной из стадий коррозионного процесса вызывает увеличение поляризации соответствующего процесса. Сравнение поляризационных кривых, полученных

для данного металла в растворе с ингибитором и без него, позволяет выяснить, какой процесс преимущественно тормозится при введении данного замедлителя.

Данная работа представляет собой изучение стратегически важных веществ – ингибиторов, их видов и действия этих веществ по снижению агрессивности среды. Работа состоит из введения, основной части, практической (исследовательской) и заключения.

В основной части рассмотрены виды ингибиторов, требования, предъявляемые к ингибиторам.

Практическая часть работы показывает как подбираются ингибиторы на нефтяных месторождениях нашего города в зависимости от агрессивности перекачиваемых вод, как они подаются, как действуют на нефтепромысловое оборудование.

Особое место в работе занимает вопрос снижения коррозийной агрессивности среды, что способствует уменьшению износа и порывов труб в десятки раз. Решается вопрос о сохранности металлических конструкций, преждевременного выхода из строя дорогостоящих изделий, стратегически важных сооружений.

Следует обратить внимание, что использование ингибиторов на нефтепромысловых месторождениях идет после предварительных лабораторных испытаний, где определяется вид используемого ингибитора, оптимизируется дозировка и периодичность обработки.

Наибольшую ценность в работе представляет постановка экономического вопроса использования ингибиторов. Изучение, испытания ингибиторов позволили нефтяникам отказаться от покупки импортных, не всегда эффективных средств защиты, и использовать отечественные ингибиторы.

Председатель экспертной группы

школьного научного общества ________________________Е.А.Левицкая

Что такое коррозия………………………………………………………………………5
Что усиливает, ослабляет коррозию…………………………………………………. 5
Что такое ингибиторы…………………………………………………………………. 6
История работы над ингибиторами…………………………………………………….6
Виды ингибиторов……………………………………………………………………….7
Требования к ингибиторам……………………………………………………………. 8
Методика проведения исследований…………………………………………………. 9

7.1 Классификация агрессивности перекачиваемых вод………………………………….10

7.2 Ингибиторы на нефтепромысловых трубопроводах…………………………………..11

7.3 Лабораторное исследование…………………………………………………………….12

Вот некоторые факты, которые подтолкнули меня к способам и методам примерения ингибиторов.

Ежегодно в мире по причине коррозии теряется 20 млн. тонн металла, в России – 5-6 млн.тонн. Наряду с затратами на восстановление трубопроводов, не менее существенными являются косвенные потери, которые могут привести к человеческим жертвам: взрыв газо– и нефтепроводов, прорыв водопровода, поломка деталей автомобилей, износ металлоконструкций зданий, мостов, разрушение памятников и т.д.

Коррозия металла приводит не только к безвозвратным потерям, но и к преждевременному выходу из строя дорогостоящих изделий, оборудования и стратегически важных сооружений.

Именно поэтому металлические и железобетонные конструкции, применяемые в строительстве, должны быть надежно защищены от воздействия окружающей среды и в первую очередь от коррозии.

Экономический ущерб от коррозии.

Коррозия приводит ежегодно к миллиардным убыткам, и разрешение этой проблемы является важной задачей. Основной ущерб, причиняемый коррозией, заключается не в потере металла как такового, а в огромной стоимости изделий, разрушаемых коррозией. Вот почему ежегодные потери от нее в промышленно развитых странах столь велики.

В США ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составили 3,1% от ВВП. (276 млрд. долларов).

В Германии это ущерб составил 2,8% от ВВП. По оценкам специалистов различных стран эти потери в промышленно развитых странах составляют от 2 до 4% валового внутреннего продукта. При этом потери металла, включающие массу вышедших из строя металлических конструкций, изделий, оборудования, составляют от 10 до 20% годового производства стали. Так коррозия стала причиной разрушения моста через реку Мианус в 1983 году, когда подшипники подъемного механизма проржавели и обрушения в 1967 году Серебряного моста, который являлся основным транспортным путем между Западной Виржинией и Огайо.

1. Что такое коррозия

Коррозия (от лат. corrosio – разъединие) – это самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. В общем случае это разрушение любого материала. Будь то металл или керамика, дерево или полимер. Причиной коррозии служит термодинамическая неустойчивость конструкционных материалов к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде. Пример – кислородная коррозия железа в воде: 4Fe + 6Н 2 О + 3О 2 =4Fe(ОН) 3 . Гидратированный оксид железа Fe(ОН) 3 и является тем, что называют ржавчиной.

2. Так что же усиливает (ослабляет) коррозию?

При соприкосновении двух разных по активности металлов, увеличивается коррозия более активного металла.
Присутствие хлорида натрия (NaCI);
Содержание хлорид – ионов в омывающей среде металла.

Коррозия ослабляется в присутствии гидроксид – ионов.
Присутствие гидроксида натрия.
Применение ингибиторов.
Изоляция от внешней среды поверхности металла, лаками, красками, смазками, защитными слоями других металлов.

3. Что такое ингибиторы

1) Ингибиторы - это вещества тормозящие химические процессы.

2) Ингибиторы - это вещества реагирующие с активными частицами, с образованием малоактивных соединений, замедляющие протекание реакции.

3) Ингибитор - вещество, замедляющее или предотвращающее течение какой-либо химической реакции: коррозии металла, старения полимеров, окисления топлива и смазочных масел, пищевых жиров и др.

4) Ингибитор по - русски тормозитель, от латинского слова inhibire – тормозить. Ингибитор добавленный в небольшом количестве, задерживал (тормозил) процесс растворения металла в кислоте.

4. История работы над ингибиторами

Очень остро стоял вопрос о снятии ржавчины в годы войн. Фронт требовал все нового и нового вооружения, и одним из источников, помимо того, что изготовлялось на заводах, было возвращение в строй орудий, выведенных из строя в результате коррозии.

В 1943 году группой советских ученых был проведен эксперимент. В обычную цистерну залили 20-процентный раствор соляной кислоты, и под наблюдением комиссии, цистерна была отправлена в Ишимбай, на нефтяные промыслы Башкирии. Продолжительность пути, тряска, долгое стояние на солнцепеке – все выдержала стальная цистерна, заполненная соляной кислотой. Почему же соляная кислота, так быстро разрушающая железные и стальные изделия, не разрушила стенки цистерны?

Дело в том, что в кислоту было добавлено небольшое количество около 0,8%, особого вещества, которое называлось уникол. Здесь уникол играл роль ингибитора. Ингибитор задерживал процесс растворения металла в кислоте. В трудные военные годы советские ученые искали ингибиторы прежде всего не для перевозки соляной кислоты, а для того чтобы решить важную задачу удаления ржавчины с оружия, в частности, с того, что собиралось на полях сражений.

Ингибиторы, получаемые из растений, в том числе из мучных отрубей, были малоэффективны, поэтому ученые всех стран, в том числе и советские, настойчиво и упорно занимались и занимаются разработкой синтетических ингибиторов, которые были бы более эффективны.

Наряду с ингибиторами применяют вещества, которые так же замедляют разрушение металлов в нейтральных растворах, преимущественно в воде и водных растворах солей. Название этих веществ – пассиваторы . Они вступают в соединение с поверхностными ион-атомами металла, образуя химические соединения. Эти химические соединения покрывают пленкой поверхность металла и таким образом нарушают систему гальванических элементов на поверхности металла. В качестве пассиваторв в нейтральных средах широко применяются растворимые фосфаты, например Na3 РО 4 , хроматы, в частности дихромат калия К 2 Сr 2 О 7 , соду Na 2 СО 3 , растворимое стекло Na 2 Si СО 3 и др.

К ингибиторам преимущественно относятся органические соединения. Наиболее широко распространены и изучены из них азотосодержащие органические основания, альдегид, формальдегид, алкалоиды, белки, серосодержащие органические вещества, а так же продукты конденсации альдегидов и аминов. Наиболее эффективны смешанные ингибиторы, представляющие собой смесь нескольких веществ.

Создан Международный институт коррозии и защиты металлов, координирующий работы в этой области, ведущиеся во всех странах. Подсчитано, что около 20% ежегодной выплавки металлов расходуется в коррозионных процессах. Большой вред приносит коррозия в машиностроении, так как из-за коррозионного разрушения какой-нибудь одной детали может выйти из строя машина, стоящая нередко десятки и сотни тысяч рублей. Коррозия снижает точность показаний приборов и стабильность их работы во времени. Незначительная коррозия электрического контакта приводит к отказу при его включении. Ежегодно в России на нефтепромыслах происходит около 70 тыс. аварий трубопроводного транспорта, 90% из которых являются следствием коррозионных разрушений. Меры борьбы с коррозионными процессами являются актуальной задачей современной техники.

Содержание

Прикрепленные файлы: 1 файл

Виды ингибиторов и способ применения.docx

Методы защиты от коррозии…………………………………………………….. 3

Классификация ингибиторов коррозии………………………………………….7

Способ применения ингибиторов……………………………………………… 10

Самопроизвольно протекающий процесс разрушения металлов в результате взаимодействия с окружающей средой, происходящий с выделением энергии и рассеиванием вешества, называется коррозией.

Коррозионные процессы протекают необратимо в соответствии со вторым началом термодинамики. Медленное выделение тепловой энергии почти без повышения температуры или электрической энергии с ничтожно малыми разностями потенциалов не дает возможности использовать выделяющуюся энергию — происходит рассеивание энергии. Продукты коррозии, как правило, рассеиваются в процессе эксплуатации металлических конструкций, что ведет к росту энтропии. Необратимые коррозионные процессы наносят большой вред народному хозяйству.

Методы защиты от коррозии

Проблема защиты металлов от коррозии возникла почти в самом начале их использования. Люди пытались защитить металлы от атмосферного воздействия с помощью жира, масел, а позднее и покрытием другими металлами и, прежде всего, легкоплавким оловом. В трудах древнегреческого историка Геродота (V век до нашей эры) уже имеется упоминание о применении олова для защиты железа от коррозии.

Задачей химиков было и остается выяснение сущности явлений коррозии, разработка мер, препятствующих или замедляющих её протекание. Коррозия металлов осуществляется в соответствии с законами природы и поэтому ее нельзя полностью устранить, а можно лишь замедлить.
В зависимости от характера коррозии и условий ее протекания применяются различные методы защиты. Выбор того или иного способа определяется его эффективностью в данном конкретном случае, а также экономической целесообразностью.

Современная защита металлов от коррозии базируется на следующих методах:

- повышение химического сопротивления конструкционных материалов;

- изоляция поверхности металла от агрессивной среды;

- понижение агрессивности производственной среды;

- снижение коррозии наложением внешнего тока (электрохимическая защита).

Эти методы можно разделить на 2 группы. Первые 2 метода обычно реализуются до начала производственной эксплуатации металлоизделия (выбор конструкционных материалов и их сочетаний еще на стадии проектирования и изготовления изделия, нанесение на него защитных покрытий). Последние 2 метода, напротив, могут быть осуществлены только в ходе эксплуатации металлоизделия (пропускание тока для достижения защитного потенциала, введение в технологическую среду специальных добавок-ингибиторов) и не связаны с какой-либо предварительной обработкой до начала использования.

Вторая группа методов позволяет при необходимости создавать новые режимы защиты, обеспечивающие наименьшую коррозию изделия. Например, на отдельных участках трубопровода в зависимости от агрессивности почвы можно менять плотность катодного тока. Или для разных сортов нефти, прокачиваемой через трубы, использовать разные ингибиторы.[2]

Применение ингибиторов – один из самых эффективных способов борьбы с коррозией металлов в различных агрессивных средах. Ингибиторы – это вещества, способные в малых количествах замедлять протекание химических процессов или останавливать их. Название ингибитор происходит от латинского inhibere, что означает сдерживать, останавливать. Ещё по данным 1980 года, число известных науке ингибиторов составило более пяти тысяч. Ингибиторы дают народному хозяйству немалую экономию.

Ингибиторы коррозии - вещества, введение которых в небольшом количестве в агрессивную среду тормозит процесс коррозионного разрушения и изменение механических свойств металлов и сплавов.

Широкое применение ингибиторов коррозии в нефтяной и газовой промышленности объясняется тем, что в процессе добычи, подготовки и транспортировки нефти, газа и воды оборудование и сооружения, изготовленные в основном из конструкционных углеродистых сталей, эксплуатируются в условиях агрессивных коррозионных сред.

Отличительная черта метода защиты конструкций от коррозии с помощью ингибиторов - это возможность при небольших капитальных затратах замедлять их коррозионное разрушение, даже если эти конструкции или оборудование давно находилось в эксплуатации. Кроме того, введение ингибиторов в любой точке технологического процесса может оказать эффективное защитное действие и на оборудование последующих стадий (подготовки и транспортировки продукции).

Ингибиторная коррозия может быть применена как самостоятельный метод защиты от коррозии, а также в сочетании с другими методами- как комплексная защита.

Количественная оценка действия ингибитора ( при определенной его концентрации в среде) на скорость коррозионного процесса характеризуется эффективностью защитного действия z или коэффициентом ингибирования γ.Эффективность защитного действия ингибитора определяют на основании результатов лабораторных или промысловых испытаний по уравнению :

где К_м-скорость коррозии металла в коррозионной среде, не содержащей ингибитора, г/(м 2 *ч);

К_ми- скорость коррозии металла в тех же условиях, но при наличии в среде ингибитора, г/(м 2 *ч).

Коэффициент ингибирования определяется по уравнению γ=К_м/К_ми.[3]

Классификация ингибиторов коррозии

По типу среды ингибиторы коррозии различают:

- ингибиторы нейтральных коррозионных сред;

- ингибиторы кислых сред;

- ингибиторы нефтяных сред.

В разных коррозионных средах один и тот же ингибитор может вести себя совершенно по-разному.

Классификация ингибиторов коррозии по механизму действия:

По характеру защитного действия различают ингибиторы анодные, катодные, смешанные.

По химической природе ингибиторы делятся на: летучие, органические, неорганические.

Адсорбционные ингибиторы коррозии адсорбируются на поверхности защищаемого изделия, образуя пленку, и тормозят электрохимические реакции. Иногда достаточно образование тонкой мономолекулярной пленки. Адсорбционными ингибиторами чаще всего являются ПАВ (поверхностно-активные вещества), а также органические соединения. При воздействии на изделие они дополнительно усиливают защитные свойства оксидной пленки. Поэтому можно сделать вывод, что наличие в коррозионной среде кислорода способствует увеличению защитного эффекта адсорбционных ингибиторов коррозии. Если же оксидная пленка неустойчива - затрудняется адсорбция ингибитора на поверхности металла, кислород дополнительного влияния не оказывает.

Пассивирующие ингибиторы коррозии играют важную роль при образовании на поверхности металла защитной пленки, которая пассивирует ее. Пассиваторами чаще всего являются неорганические соединения, обладающие окислительными свойствами (нитриты, молибдаты, хроматы). При обработке поверхности этими веществами коррозионный потенциал сдвигается к положительной стороне. Пассивирующие соединения считаются более эффективными, чем большая часть непассивирующих.

Неорганические ингибиторы коррозии используются чаще всего. К ним относятся некоторые пассиваторы, катодные, анодные, пленкообразующие ингибиторы и т.д. К неорганическим ингибиторам коррозии относятся фосфаты, бихроматы, хроматы, нитриты, полифосфаты, силикаты и т.д.

Органические ингибиторы коррозии считаются веществами смешанного действия. Они замедляют катодную и анодную реакции. Очень часто их используют при кислотном травлении. При этом различные загрязнения, ржавчина, окалина удаляются с поверхности, а основной металл не растворяется. Защитный эффект органических ингибиторов зависит от их концентрации, температуры, природы соединений.

Чаще всего в состав органических ингибиторов входит кислород, азот, сера. Они адсорбируются исключительно на поверхности металла. К органическим ингибиторам относятся некоторые летучие, амины, органические кислоты и их соли, меркаптаны (тиолы) и др.

В нефтяной и газовой промышленности в настоящее время преимущественно применяют высокомолекулярные органические ингибиторы на основе алифатических и ароматических соединений, имеющих в своем составе атомы азота, серы и кислорода с кратными связями.

Ингибиторы для защиты от коррозии используются в нефтегазовой отрасли с 1940-х годов. Ингибиторы чаще всего выражаются в частях на миллион: обычно от 15 до 50 граммов на тонну жидкости. Системы промысловых трубопроводов похожи на ветви дерева: они расходятся в разных направлениях из одной точки. Поэтому добавление ингибитора на входе в трубопровод позволяет защитить его по всей длине на расстоянии до нескольких сотен километров. На рисунке 1 видно как влияет добавление ингибитора коррозии на внутреннюю поверхность труб.

Рисунок 1- Влияние ингибитора коррозии на поверхность труб

Способ применения ингибиторов

Защита от коррозии ингибиторами основана на свойстве этих веществ или их смесей уменьшать скорость коррозионного процесса или полностью его подавлять при введении их в незначительных концентрациях в коррозионную среду.

Для каждого вида агрессивной среды следует подбирать соответствующий ингибитор. Тормозящее действие любых ингибиторов коррозии вызывается действием их на кинетику электрохимических реакций, обусловливающих коррозионный процесс.

В большинстве теорий защитного действия органических ингибиторов принимается, что физическая адсорбция — первый этап при формировании защитной пленки.

После насыщения ингибитором более активных участков начинается его адсорбция на менее активных участках, что ведет к образованию на металле сплошных пленок с высокой экранирующей способностью.

Оба эти процесса идут одновременно: хемосорбция происходит на активных участках, а оставшаяся часть поверхности покрывается ингибитором за счет слабых физических сил.

При этом возможно образование координационных (ковалентных) связей молекул ингибитора с поверхностными атомами металла, поэтому ингибитор действует как донор электронов, а металл — как их акцептор.

Заключительным этапом при этом является адсорбция молекул ингибитора на поверхности металла и образование гидрофобной пленки.

При адсорбции молекул ингибитора на поверхности металла образуется барьер, препятствующий протеканию электродных реакций. Замедление коррозии существенно зависит от показателя растворимости ингибитора в агрессивной среде.

Поэтому стойкость защитной пленки повышается с увеличением молекулярной массы применяемого органического ингибитора коррозии.

При исследовании эффективности некоторых азотсодержащих ингибиторов коррозии было установлено, что такие вещества способны увеличивать смачиваемость защищаемой поверхности металла углеводородом (нефтью).

Иногда покрытие адсорбировавшегося на металле слоя ингибитора пленкой нефти, способствующее утолщению экранирующего слоя, вообще предопределяет получение высокого защитного действия.

Использование нефтерастворимых органических ингибиторов коррозии предпочтительнее.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

МОУ СоШ п. Тарбагатай Петровск – Забайкальского района Читинской области

Исследовательская работа по химии.

Выполнил: ученик 10 Б класса Вдовин Роман

Учитель: Шишмарёва С.Л.

2 Катализ в истории химии. 3

3 Методика работы 5

Актуальность.

Трудно сейчас найти такую отрасль химической промышленности , в которой бы не использовались катализаторы.

Важнейшие продукты химических производств получают в результате реакций, скорость которых регулируется различными катализаторами.

Исследование катализаторов, механизма их действия, изучение проблемы рационального подбора катализаторов и особенностей каталитических реакций становятся центральной задачей теоретической и прикладной химии

Объект исследования. Ингибиторы

Предмет исследования: Свойства ингибиторов

Цель исследования: Исследовать свойства ингибиторов, полученных из сока растений.

1 Научиться работать с источниками информации.

2 Отработать метод экстракции

3 Отработать методы и приёмы химического анализа.

4 Применить научный подход к изучению химических явлений в их взаимодействии и связи, чтобы правильно устанавливать причины и следствия.

5 Делать выводы

2 Катализ в истории химии.

А. Пармантье обнаружил в 1781 г. , что под влиянием слабых кислот крахмал может превращаться в сахар, ещё через 11 лет К. Шееле доказал, что в процессах омыления катализаторами являются кислоты и щёлочи.

В 1796г М. Ван – Марум доказал, что при пропускании паров спирта через раскалённую трубку, содержащую различные металлы, играющие роль катализаторов, спирт превращается в альдегид и водород.

Гемфри Дэви, известный английский физик и химик, обратил внимание на интересное явление, в котором отчётливо проявились каталитические свойства платины.

Шведский учёный Берцелиус обратил внимание на эти эксперименты, а также и на ряд других опытов, в которых он заметил черты сходства с наблюдениями Г.Дэви. Не зная как объяснить смысл описанных им процессов, он пришёл к заключению, что исследования облегчатся, если возбуждение химической деятельности будет рассматриваться как результат проявления особой каталитической силы, а изменение веществ под действием этой силы будет истолковываться как катализ.

На протяжении 14 лет ( 1871-1885г) наука о катализе в России обогатилась крупнейшими открытиями. М.М. Зайцев открыл каталитические свойства палладия в реакциях восстановления. МГ Кучеров обнаружил, что ртутные соединения являются активными катализаторами в реакции гидратации ацетилена. Д.П. Коновалов исследовал распад органических соединений под влиянием различных катализаторов и, кроме этого, успешно разрабатывал общую теорию катализа.

В 1874г А.М. Бутлеров установил, что серная кислота и фторид бора ускоряют процесс полимеризации олефинов. Это открытие сыграло впоследствии огромную роль в развитии промышленности органического катализа. В 1883г ГГ Густавсон открыл, что хлорид алюминия является активным катализатором, ускоряющим самые разнообразные превращения органических соединений.

Величайший русский химик Д.И. Менделеев впервые объяснил роль внутримолекулярных движений в каталитических превращениях.

Важное значение играют как положительные катализаторы, так и отрицательные - ингибиторы, вещества, замедляющие химическую реакцию, вещества, которые будучи добавлены в малом количестве, например к кислотам, сильно уменьшают скорость растворения в них металла.

Ингибированные кислоты применяют для травления металлов.

Представьте себе, что железную деталь надо очистить от ржавчины. Сдирать напильником или наждачной шкуркой долго и не очень приятно;

но если опустить деталь в кислоту, того гляди, она разъест вместе с ржавчиной само железо. В таком случае нужны ингибиторы. Они замедляют реакцию кислоты с металлом. Это имеет большое значение для очистки металлов от ржавчины.

3 Ход работы.

1 Измельчили листья тысячелистника и залили слабым раствором соляной кислоты, дали настояться в течение семи дней.

2 В два стаканчика налили слабый раствор соляной кислоты.

3 В один из стаканчиков добавили ингибитор, извлечённый из листьев тысячелистника, к 100мл добавили 5 мл. экстракта.

4 В оба стаканчика опустили железный гвоздь, покрытый ржавчиной.

1 В стакане с ингибитором гвоздь очистился от ржавчины и разрушения металла нет.

2 В стакане, где только раствор соляной кислоты идёт разрушение металла.

3. Молекулы веществ, ингибиторов, содержащихся в листьях растений, закрепляются на поверхности металла, не дают молекулам кислоты подойти к молекулам металла и, таким образом, защищают его.

4 Это явление используется в технике для очистки поверхности металлов от ржавчины.

Читайте также: