一种氨荒酸盐缓蚀剂的研究 (2)盐酸介质中对碳钢缓蚀机理探讨

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1、第十二届全国缓蚀荆学术讨论会论文集一种氨荒酸盐缓蚀剂的研究n盐酸介质中对碳钢缓蚀机理的探讨范洪波王您龙都兴蓬郑家巢(华中科技大学化学系武汉:430074)摘要:本文利用热力学、动力学模型和IR方法分析了二乙基二硫代氛基甲酸钠(英文缩写SDEDTC)缓'Ph41对碳钢在盐政中的缓抽机理，探讨了SDEDTC缓性荆在碳钢表面的吸附规律.结果表明:SDEDTC缓性别在破栩表面符合F1ory-Huggins和E1-Awady吸附模型;不同浓度的SDEDTC毅性荆其相应的缓性机理发生了变化.关健词:二乙基二硫代孰墓甲酸钠碳钢盆酸缓怕别IR吸附1前言利用伯胺和仲胺在碱性条件下与CS:反应生成的二硫代氨基甲酸

2、盐(英文名称dithiocarbamate,简称DTC)[I〕是一类含硫、氮的盐，近年来在国外被广泛用于处理含油污水，是一种广谱化学用剂[2).DTC的结构可表示为:R1、//->N-C又__户尸、、RZ尸SM(M代表NH4',Na*,K+等金属离子，RI,RZ代表各种取代基)，此类化合物的用途很广，可广泛地应用于分析化学、有机合成、医药、农业上的杀菌、冶金工业的浮选剂，橡胶促进剂，抗氧剂等方面[3)。前文以二乙胺，CS:为起始物，在碱性条件下发生反应制各出SDEDTC盐，利用静态失重法、电化学方法测试了SDEDTC在0.5MHCI中对碳钢的缓蚀性能。本工作是在前文的基础上利用热力学、动力学模

3、型和IR方法分析了SDEDTC缓蚀剂对碳钢在盐酸中的缓蚀机理，初步探讨了缓蚀剂在碳钢表面的吸附规律。2缓蚀剂SDEDTC的吸附等温式一，一分~~.....目..口.，.......一一种氮荒酸盐缓蚀剂的研究149缓蚀剂的吸附等温式描述一定温度下缓蚀剂的吸附规律。这主要取决于缓蚀剂本性〔极E1-AwadyIsothermMod性基团，非极性基团，空间结构)和金属的表一1.2︵面状态(不均匀性)。经过数学处理发现Flory-。司J·忿..Huggins和El-Awady吸附等温式与实验数据相、j曲..目︼g符合(相关系数>0.99)，上述二个模型分别用Jn﹄日仲式(1)和(2)表示.0刀4，Flo

4、ry-Huggins:了叫r夕、.!在涛在j在2在」在月-1.9-1.8、一CJlogxK+xlog(1一夕)(1)U习G翻.户:1-A阴办圈1盐酸介质中SDEDTC在碳钢了ogL1夕表面上的Flory-Huggins吸附-卜一刊二logK'+ylogC(2)、‘2.4这里B是覆盖度，x是一个级蚀剂分子占2.3甩脚引眺口抽叫Ir目据的活性点数目或被一个吸附分子取代的水分子22数目，x值可以大于1(说明缓蚀剂在金属表面92.1是多层吸附)，也可以小于1(说明一个吸附的牙2.0缓蚀剂分子可占据一个以上的活性点，一个缓蚀1.9剂分子在金属表面占据的活性点的数目可以用liy仿表示，k是吸附过程的结合常

5、数(k-k'(1的)，C-1.4-1.3-12-1.1A.D-0.9-0.8L州1二)是缓蚀剂在本体溶液中的浓度，吸附过程的结合常图2盐艘介质中SDEDTC在碳钥数k与吸附标准自由能可由式(3)表示:表面上的El-Awady吸附*___551.5州-ARGT'(3)R是气体常数，T是绝对温度，利用(1).(2)可得图1，图2，从图1，图2中得到的有关数据列于表1中。表1级蚀剂SDEDTC在30LC.0.5MHC1中的结合常数k.自由能AG'稀丝直彝‘El-Awady吸附棋型吸附徽型eG0.,八G0-服I-mori鱿7.口ofICI-19.41459-1民〕从表1数据中可以看出，利用两个模型计算

6、出的活性点数目相等并近似等于1，说明缓蚀剂SDEDTC在金属表面是单层吸附，而吸附常数k值较大，说明级蚀剂SDEDTC与第十二届全国缓蚀荆学术讨论会论文集金属的结合比较牢固。分别利用Arrhenius方程式(4)和过渡态方程式(引计算出碳钢在HCl中溶解反应的有关热力学函数，其结果列于表2中。(4)Log(Rc)=-E,c12.303RT十A，，二。xDD(-Aso、)exDxu-OH0(5)‘“R一RT这里，Re是腐蚀速率，E,0是表观活化能，As“是活化嫡.△万“是活化给。h是Planck常数，N是Avogadro数，按照等式(4),E.O可以由logR‘与111'作图(图3)求得.根据等

7、式(5)利用logRc/T与11f作图(图4)可得一直线其斜率为.AHD12.303R截距是logRINh+Aso12.303R,并把计算出的数据列于表2中。.日日匕出.c4nMSDEDTC鑫D5.创困笼泊丫c，E7m翻日困鱿介口令F10n翻日)3万C。461dmNSDEDTC叽-2互-30加加。.加31a的320.0033图3LogRc与1/C的关系图表2级蚀剂SDEDTC浓度对碳钥在0.5nu