ناقشت كلية التربية للعلوم الصرفة بقسم الكيمياء بجامعة البصرة تناقش تحضير وتشخيص بعض أصباغ الآزو ودراسة تطبيقاتها كمثبطات لتآكل سبيكة الفولاذ الكاربوني في الوسط الحامضي وكدلائل تسحيحات حامض - قاعدة
وتضمنت الرسالة التي قدمتها الباحثة (صبا حسين علي)
تحضير أربع مركبات جديدة لأصباغ الأزو متجانسة الحلقة وهي:-
S1 / 4-((2-nitro phenyl)diazenyl)naphthalene-1-ol
S2 / 4-((4-aminophenyl)diazenyl)naphthalene-1-ol
S3 / 4-((hydroxynaphthalen-1-yl)diazenyl)benzene sulfonic acid
S4 / 4-((hydroxyl phenyl)diazenyl)naphthalene-1-ol
شُخصت هذه المركبات بأستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء (FT-IR) والرنين النووي المغناطيسي (H1-NMR) ومطيافية الكتلة.
أستخدمت مركبات أصباغ الأزو المحضرة كمثبطات لتآكل سبيكة الفولاذ الكاربوني من نوع (Carbon Steel N-80) في محلول (1N HCl) حيث تم أجراء القياسات بأستخدام الطريقة الكهروكيميائية (منحنيات تافل) بوجود وغياب المثبطات (S1, S2, S3, S4) بتراكيز مختلفة (1×10-3 , 5 ×10-3 , 1×10-2 , 5×10-2) M وعند درجات حرارة مختلفة (298, 308, 318)K.
وقد بينت النتائج أن قيم كثافة تيار التآكل (Icorr) ومعدل سرعة التآكل (Rcorr) تقل مع زيادة التركيز للمثبطات المحضرة عند ثبوت درجة الحرارة وتزداد مع زيادة درجة الحرارة عند ثبوت التركيز. وأن الفرق في قيم جهد التآكل (Ecorr) بوجود المثبط بتراكيز مختلفة وعند درجات حرارة مختلفة في المحلول الحامضي وقيم جهد التآكل للمحلول الحامضي بغياب المثبط وعند درجات حرارة مختلفة هي أقل من (85 mv) لذا تعتبر المثبطات من النوع المختلط . أما قيم النسبة المئوية لكفاءة التثبيط (IE%) تزداد مع زيادة التركيز للمثبطات المحضرة عند ثبوت درجة الحرارة وتقل مع زيادة درجة الحرارة عند ثبوت التركيز مما يعني أن الأمتزاز فيزيائي. وتُشير قيم النسبة المئوية لكفاءة التثبيط الى أن كفاءة التثبيط للأصباغ المحضرة تتبع الترتيب التالي (S3 > S1> S2 > S4) ، حيث أن قيم كفاءات التثبيط هي (87 - 80.9 - 77.9 - 74.5)% على التوالي عند أعلى تركيز من المثبطات (5×10-2 )M وعند أقل درجة حرارة (298K) .
تم حساب بعض الدوال الثرموديناميكية لعملية التآكل والأمتزاز مثل طاقة التنشيط (Ea) والتغير في الطاقة الحرة (ΔG) والتغير في الأنثالبي (ΔH) والتغير في الأنتروبي (ΔS) ، وتُشير النتائج الى أن أمتزاز جزيئات المثبط على سطح سبيكة الفولاذ الكاربوني تتبع أيزوثيرم الأمتزاز لانكماير (Langmuir adsorption isotherm) من خلال حساب ثابت التوازن للأمتزاز (Kads) حيث أعطت نتائج جيدة لمعامل الأرتباط الخطي (R2) التي كانت قريبة من القيمة واحد للمثبطات المحضرة بتراكيز مختلفة.
وتضمن المحور الثاني دراسة تأثير المذيبات ( الأسيتون، الكلوروفورم، ثنائي مثيل فورمايد، ثنائي مثيل سلفوكسايد، أيثانول، ميثانول) على أطياف الأمتصاص المرئي للصبغة (S2)، أذ تم قياس أطياف الأمتصاص المرئي للصبغة (S2) في مذيبات مختلفة القطبية في مدى من الأطوال الموجية تراوحت بين (375-725)nm ، أذ تزودنا هذه الدراسة بمعلومات مفيدة حول طبيعة التأثير المتبادل بين المذيب والمذاب.
كما تم قياس أطياف الأمتصاص المرئي لمحاليل الصبغة (S2) بمدى من الدالة الحامضية pH(1-12) بأستعمال المحلولين المنظمين ضمن مدى من الأطوال الموجية تراوحت بين (375-725)nm. وتميزت الأطياف بظهور قمة أمتصاص عند الطول الموجي (477nm) التي تعزى لأمتصاص الصيغة المبرتنة للصبغة المتواجدة في المحاليل الحامضية ، كما ظهرت قمة أمتصاص عالية عند الطول الموجي الأعظم (595nm) التي تعزى لأمتصاص الصيغة السالبة للصبغة المتواجدة في المحاليل القاعدية، ولوحظ ظهور نقطة أيزوبستية واحدة مميزة بين القمتين عند الطول الموجي (494nm). وبالأعتماد على البيانات المستحصلة، تم حساب ثوابت التأين والبرتنة بأستعمال طريقة منحني منتصف الأرتفاع، ومعرفة مدى الدليل للصبغة أذ وجد أنه يتراوح بين (7.4 - 9.4) وأقترح ميكانيكية التأين والبرتنة للصبغة (S2). تمتلك صبغة الأزو (S2) ألوان مختلفة نتيجة عمليات التأين والبرتنة للصبغة حيث تكون ذات لون برتقالي في الوسط الحامضي وأزرق في الوسط القاعدي ومن خلال التغير في اللون أمكن أستخدام محلول الصبغة كدليل في نوعين من التسحيحات (الحامضية - القاعدية ) وهي تسحيح (حامض قوي - قاعدة قوية ، حامض ضعيف - قاعدة قوية) حيث أعطت أقل نسبة خطأ في التقدير الكمي عند تعيين نقطة أنتهاء التفاعل .
الهدف من الدراسة
تحضير أربع أصباغ آزو وتشخيصها بواسطة طيف الأشعة تحت الحمراء (IR) وطيف الرنين النووي المغناطيسي للبروتون (H-NMR) ومطيافية الكتلة.
أختبار الأداء التثبيطي وتقييم كفاءة تثبيط المركبات المحضرة كمثبطات تآكل سبيكة الفولاذ الكاربوني في محلول حامض الهيدروكلوريك HCl بتركيز (1M) بأستخدام طريقة منحنيات تافل (Extrapolation Tafel Plot ).
دراسة تأثير التركيز ودرجة الحرارة على معدل سرعة التآكل وكفاءة تثبيط المركبات المحضرة.
حساب بعض الدوال الثرموديناميكية ΔG , ΔH , ΔS والحركية Ea وبيان مدى علاقتها بعملية التثبيط.
وأستخدام صبغة الأزو (S2) كدليل حامض - قاعدة وحساب ثوابت التأين والبرتنة بمحاليل مختلفة الدالة الحامضية .
و دراسة تأثير بعض المذيبات العضوية مختلفة القطبية على قمم أمتصاص الصبغة (S2)
استنتجت الرسالة
من خلال النتائج التي تم الحصول عليها في هذه الدراسة أمكننا التوصل الى الأستنتاجات الآتية:-
الفرق في التغير بجهد التآكل بغياب وبوجود المثبطات أقل من (85 mv) وهذا يعني أن المثبطات من النوع المختلط .
و أن طاقة التنشيط (Ea) تكون أعلى بوجود المثبط مما في حال غيابه وهذا يثبت عملية التثبيط لمركبات الأزو المحضرة، وأن القيم الموجبة للـ (ΔH*) أثبتت أن تفاعل التآكل ماص للحرارة ، أما الزيادة في القيم السالبة للـ (ΔS*) أثبتت أن هناك عشوائية في التفاعل، كما أن القيم الموجبة للـ (ΔG*) أثبتت أن التفاعل غير تلقائي.
وأن أمتزاز جزيئات المثبط على سطح السبيكة يخضع لأيزوثيرم الأمتزاز لانكماير حيث أعطت نتائج جيدة لمعامل الأرتباط الخطي (R2) قريبة من القيمة (واحد) ، وأن الأمتزاز تلقائي من خلال القيم السالبة للـ (ΔGᵒads) وكانت القيم بحدود (-20 K.J.mol-1) وهذا يثبت أن الأمتزاز فيزيائي، كما أن عملية الأمتزاز باعثة للحرارة نتيجة القيم السالبة للـ (ΔHᵒads)، وعدم أنتظام الطبقة الممتزة على سطح السبيكة نتيجة القيم الموجبة للـ (ΔSᵒads).
و من خلال دراسة تأثير المذيب على الصبغة (S2) لوحظ أزاحة قمة الأمتصاص الى أطوال موجية أطول بوجود المذيب القطبي (DMSO) وظهور الشكل الهايدراز بشكل واضح بسبب قطبية المذيب العالية ويتغلب تأثيرها على ثابت العزل الكهربائي وبينما في باقي المذيبات كان تأثير ثابت العزل الكهربائي هو العامل الرئيس في أزاحة قمة الأمتصاص.
و أمكانية أستعمال الصبغة (S2)كدليل في التسحيحات (حامض قوي - قاعدة قوية ، حامض ضعيف - قاعدة قوية) حيث أعطت نسب خطأ قليلة بالطريقتين التقليدية والطيفية.
اهم الاخبار
الاكثر مشاهدة
