Модифицирленген дифосфаттардың ингибиторлық қасиетін зерттеу

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 42 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

М. Өтемісов атындағы Батыс Қазақстан мемлекеттік университеті

«Қорғауға жіберілді »

кафедра

меңгерушісі Д. К. Мендалиева

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: « Модифицирленген дифосфаттардың ингибиторлық қасиетін зерттеу »

Мамандығы 5В0111200

Орындаған Ихсанғали Г . М.

Ғылыми жетекшісі

х. ғ. к., доценті Ниязбекова А. Б.

Орал 2011

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

М. Өтемісов атындағы Батыс Қазақстан мемлекеттік университеті

Ихсанғали Г. М.

«Модифицирленген дифосфаттардың ингибиторлық қасиетін зерттеу »

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

Мамандық 5В0111200

Орал 2011

Мазмұны

беті

Кіріспе4

1 Әдеби шолу

1. 1 Конденсирленген фосфаттарға жалпы сипаттама 6

1. 2 Модифицирленген фосфаттардың қасиеттері 9

1. 3. Жемірілу түрлері 16

2 Экспериментальді бөлімі

2. 1. Материалдардың сипаттамасы және дәлелдеу әдістері19

2. 2 Құбыр суы ерітінділерінің құрамын зерттеу әдістері 20

2. 3 Модифицирленген фосфаттың ингибиторлык қасиеттін зерттеу 26

3 Талдау нәтижелері

3. 1 Натрий дигидрофосфатының синтезінің дәлелдемесі27

3. 2 Құбыр суы ерітіндісінің сапалық анализінің мәліметтері 28

3. 3 Модельдік жүйелердігі ингибиторлық қасиеттері 28

Қорытынды 37

Қолданылған әдебиеттер тізімі 38

Қосымшалар 40

Кіріспе

Зерттеудің өзектілігі :Қазіргі таңда құбыр су жүйесіндегі болат темірлердің жемірілуі көптеп кездеседі. Осы жемірілуді тоқтату үшін поликомпонентті фосфатты ингибиторлар қолданылуда.

Дүние жүзілік тәжірибе бойынша бейорганикалық полимерлі фосфаттарды жемірілу ингибиторы ретінде қолданылуы жеткілікті, олардың құрылымы және олардың қасиеті мен құрамы мен құрылымының қасиеттері функционалды тәуелділігімен түсіндірілген.

Ингибитрлеу бұл белгілі жағдайларға байланысты жемірілу процессінен қорғау әдісі. Жағдайлары; болат маркалары, орта, температура, металл бетінің жағдайы, қысымы, термодинамикалық жағдай, оттектің қатынасы.

Ингибиторды құбыр су жүйесіндегі құбарларды қорғауға қолданған кезде оларға келесі санитарлық талаптар қойылады: түсі, иісі, дәмі, улы болмауы және т. б. негізгі параметрлерін сақтау қажет. Осыған орай шет елдерде жоғары концентрациясы 10-20мг/л санитарлық нормаға орай шектелінуінен аспайды. Осы заттардың улылығы концентрациясы 5 мг/л -ден аспауы керек, су қайнағанда ол лайланады, себебі полифосфат кальций монофосфатына ауысу процессі жүреді. Осыған орай құбыр суында полифосфат мөлшері 2 мг/л -ден аспауы керек. Ыстық су жуйесінде натрий полифосфаты тез ортофосфатқа ауысады. Ол ингибитор ретінде тиімсіз және бұл жағдайда жүйедегі жемірілу тоқтамайды.

Зерттеу жаңашылдылығы: Полифосфаттар әртүрлі модификаторлардың қатысында баяу ортофосфатка дейін ыдырап, ыстық су жүйесінде құбырда ерімейтін тұздар тұзіп, татану процессіне алып келеді. Осы жағдайда сілтілі металлдардың полифосфаты ингибитор ретінде аз тиімді. Олардың тиімділігін арттыру үшін полимерлі фосфаттар негізіндегі әр түрлі композициялар қолданылады.

Зерттеу маңыздылығы: Су жүйесінде негізінен шынылы полимерлі фосфаттар қолданылады. Су құбыры жүйесіне натрий полифосфатын қосықан кезде судың қызыл түске боялуы азайады, себебі үш валентті темірдің, яғни жемірілу өнімінің азайуына алып келеді. Егер су қозғалыста болса және аэрация жүргізген кезде онда фосфаттар мен өндеу жағдайында жемірілу жылдамдығы қолайлы мәнге дейін азайады.

Зерттеудің мақсаты:

Кейбір d - элементтерді қатынасында модифицирленген дифосфаттардың болат кесінділеріне ингибиторлық қасиетін зерттеу.

Зертеудің міндеттері:

Na2H2P2O7бастапқы негізгі заттың синтезі және идентификациясы.
Құбыр суының сапалық анализі жүргізу
Na2H2P2O7- d элементтерімен (Cr+3, Zn+2, Ni+2) модельдік жүйелерін алу.
Модифицирленген дифосфаттық жүйелерінде коррозия процесі кезіндегі фосфор және темір мөлшерлерін химиялық және физико-химиялық әдіспен анықтау
Коррозия жылдамдығын есептеу
Қорғаныштық қабілетін есептеу
Модификатор мен полифосфат анионының табиғаты мен қатынасы фосфаттардың ингибиторлық қабілетіне байланысын қарастыру

Зерттеу обьектісі: Қазіргі кезде металл коррозиясы ингибиторына модифицирленген фосфаттармен әсіріне көп көңіл бөлінген. Олардың бұл қасиеті осыдан көп уақыт өтпей анытала бастады. Алайда бұл процестің механизмі әлі зерттелмеген, бірақ болжам фосфат гидролизі және кешен түзуі негізінде жасалған. Бұл екі процесте әлі аз зерттелген, ал қазір күнде бар мәліметтерде теория мен практикалық мәліметтері сәйкес келмейді. Сондықтан бұл жұмыс мақсаты Na ₂ H ₂ P ₂ O ₇ тұздың құрамымен судың гидролиз процесінде су ерітіндісімен мен тұздар (Cr ⁺³ , Zn ⁺² , Ni ⁺² ) жүйесінде кешен түзілуі теорияда қарастырылады. Бұл тұздарды зерттеу жұмыстарында, жоғарыда көрсетілген металл тұздары, қышқылды пирофосфорда металл сутек атомдарының орнын басуынан Na ₂ H ₂ P ₂ O ₇ тұзы аралақ өнім ретінде қолданылады, бұл тұздар көп зерттелмегендіктен алынып отыр.

Зерттеу жұмысының теориялық, әдістемелік, практикалық базасы: п

Полифосфаттардың ингибиторлық қасиетін қарастыру алдында әдебиеттер бойынша терең шолу жүргізілді . Бүгінгі таңға дейін органикалық полифосфатты қосылыстар және бейорганикалық ингибиторлық қасиеттері қарастырылған және әртүрлі қазақстандық, ресей, шет ел авторларының еңбектерінде берілген. Модифицирленген фосфаттардың ингибиторлық қасиеттерін зерттеу белгілі ГОСТ әдістемесі бойынша жұмыстар, М. Өтемісов атындағы Батыс Қазақстан мемлекеттік университетінің жаратылыстану-математика факультетінің, химия кафедрасының ғылыми зертханасында орындалды.

1 Әдеби шолу

Конденсирленген фосфаттарға жалпы сипаттама

«Конденсирленген фосфаттар» термині құрамында пентаоксид фосфоры бар және монофосфорлардан құралған полимерлі заттардың қосылысының жиынтығы. Олар РО ₄ - тетраэдрден тұрады және оттегі атомымен байланысқан:

О О О О

II II II II

- O - P- O - P - . . . - O - P - O - P - O -

I I I I

O (-) O (-) O (-) O (-)

Конденсирленген фосфаттар құрылымдық топтары бойынша үш негізгі типке бөлінеді:

Сызықты полифосфаттар, олар шексіз тұздар түзеді, аниондары РО4- тетраэдрден құралған, оттегі атодары арқылы бір-бірімен тармақталған сақинамен байланысқан. Бұндай фосфаттардың жалпы формуласы Мп+2РпО3п+1немесе МпН2РпО3п+1; Ал қышқылдар Нп+2РпО3п+1
Циклді фосфаттар-метафосфаттар құрамында МпРпО3пп=(3+4) кезінде сақиналы құрылым береді.
Тармақталған фосфаттар-ультра фосфаттар сақиналы комбинациясы бар, аниондарының жалпы формуласы РпО(п+2) -3п+m/1≥m≤n. /

Конденсирленген фосфаттардың құрамы және қасиетіне қоспалар үлкен әсер ететеді, ол деполимеризатор ретінде жоғары концентрлі фосфорлы қобсытқыштар жасауға қолданады.

Құрылымдық қасиеттеріне байланысты полимерлі фосфаттардың бөлінуін кейбір авторлар тізбекті, циклді, тармақталған деп бөлген .

Жоғары молекулалық фосфаттар жүздеген және мыңдаған құрылымдық бірліктерден тұрады, олар кристалды түрінде алынған болуы мүмкін, 7 < n < 200 ортамүшелі қатарда полифосфаттар кристалдануы болмайды. Ал полифосфаттардың гомологиялық қатарының жоғары мүшелері жеке қосылыс түрінде кездеспейді, оны Ван- Везер түсіндірді. Ол оны әр түрлі молекулалардың қоспасы деді. үлкен n айырмашылықта тізбектер қасиеті арасындағы әртүрлі ұзындықтада тегістеледі және фосфорлы қосылыстар өздері жеке тұздар ретінде n = 1-3 көрсетіп, кристалдану болады.

Сілтілік жер металдардың шыны тәрізді полифосфаттары, сонымен қатар d - элементтерінің полифосфаттары суда ерігіштігі төмен, ерігіштігін арттыру үшін оның құрамына сіліктілік металдың оксидін қосу керек.

Шыны тәрізді ультрафосфаттардың полициклофосфаттармен салыстырғанда суда ерігіштігі төмен. Бұл процесте ерігіштік РО ₄ деградациялану процесі арқылы жүзеге асады. Ол молекуланың бұзылуына және тізбектік немесе циклді конденсацияланған фосфаттардың ертіндіден пайда болуына әкеліп соқтырады. Шыны тәрізді полимерлік фосфаттар сулы ортада мета тұрақты және гидролитикалық жағдайда деструкцияға ұшыраған. Бұл процесс температураға, концентрацияға, рН ертіндіге, катализаторға, коллоидты бөлшектерге және әр түрлі иондарға тәуелді. Тізбекті фосфаттардың гидролизі алғашқы өнімнің моно және трицикло фосфаттың аниондарының түзілуінен жүзеге асады. Полифосфатты тізбектердің гидролиздену өнімімдерінің түрлері, реакция жылдамдығы, температура мен рН ертіндіге тәуелді. 60 ⁰ С температурада және рН =8 реакциясы Р - О - Р байланыстың үзілуі тізбектің аяғындағы моно және циклотрифосфаттың 1:1 молярлы қатынаста түзілуімен байланысты. Поливалентті катиондар полифосфаттардың аниондарының қатысында оксалаттармен, карбонаттармен сулы ерітіндісінде тұнбайды. Егер тұнбасы бар ертіндіге полифосфатты қоссақ, онда тұнба жартылай немесе толықтай ертіндіге ауысады. Бұл қасиетті пептизацияланған полифосфаттар деп атайды.

Жоғары молекулалық полифосфаттардың бұл қасиетін түсіндіру барысында бірдей ой айтылған жоқ, бірақ триполифосфаттар комплекс түзушілерімен байланыстырған. Моно - циклофосфаттарға бұл қасиет тән емес, кейбір авторлар оларды қайтымсыз деп атаған. Комплекс түзушілердің қасиеттерінің бірі, осы кластың қосылыстарының реагент ретінде зерттеу кезінде, тұздардың қаттылығын, судағы коррозиялы агрессиясын төмендетеді, ерітіндіде қызыл немесе қоңыр судың түзілуіне септігін тигізетін темір және марганец катиондарын ұстап тұрушы.

Көптеген полимерлі фосфаттардың қолданысында гидролиз процесі маңызды роль атқарады. Тұздардың гидролизінде қозғалыс күші болып диссоциацияланған қышқылдар және негіздер саналады. Сулы ерітіндіде полифосфаттар гидролизге ұшырайды, соңғы сатысында ортофосфаттардың түзілуімен аяқталады.

Гидролиздің жылдамдығына әсер ететін негізгі факторлар төменде келтірілген.

1. Температура, бұнда қату температурасынан балқу температурасына өткен кезде, гидролиз жылдамдығы 10 ⁵ - 10 ⁶ есе өседі.

2. рН- бұнда күшті қышқылдан сілтілік ортаға өткен кезде жылдамдық 10 ³ - 10 ⁴ есе төмендейді.

3. Ферменттер гидролизіді - 10 ⁵ - 10 ⁶ есе жылдамдатады.

4. Колоидтты ерітінділер - гидролиз процесін 10 ⁵ - 10 ⁶ есе жылдамдатады.

5. Комплекс түзуші катиондар көптеген жағдайда гидролиз процесін біршама жылдамдатады.

6. Концентрация - шамамен пропорционалды концентрация болып табылады.

7. Иондық орта ерітіндінің жылдамдығын көп өзгертеді.

Тило, полифосфаттардың гидролизі кезіндегі механизмін зерттеген, ол гидролиз кезінде ұзын тармақталған сақиналардан кішкене сақиналар түзілетінін және оның ойынша процесс екі жолмен жүреді;

О О О О О

ІІ ІІ ІІ ІІ ІІ

- - Р - О - Р - О - Р - О - Р - О - Р - О - + 2Н ₂ О

І І І І І

О О О О О

О О

О \\ / О О

ІІ Р ІІ ІІ

НО - Р - ОН + / \ + -О - Р - О - Р - ОН +

І О О І І

О О О

Р Р

/ \ / \

О О О

О О

ІІ ІІ

+ О - Р - О - Р - ОН + - -

І І

О О

О О О О О

ІІ ІІ ІІ ІІ ІІ

- Р - О - Р - О - Р - О - Р - О - Р - О - - +2Н2О

І І І І І

Сақиналы полифосфаттардың гидролизі нәтижесінде түзілген өнімдердің құрамы мен жылдамдығы температураға, ерітіндінің рН ортасына байланысты. Сақиналар ұзарған сайын, полифосфаттардың тұрақтылығы төмендейді.

Екі сатылы механизмге сәйкес [3], бірінші саты - соңғы топтардың үзіліп және ди- және ортофосфат иондардың түзілуі, екінші саты - дифосфатты аниондардың бұзылуы, бұл жағдайда тек екінші саты қалыптасады, яғни дифосфат анионының бұзылуы нәтижесінде монофосфаттар түзіледі. Бұл екі сатыда І топты есеп түрінде жатады.

Гидролиз және комплекс түзуші реакциялар көбіне қатар жүретін процестер, жиі практикада қолданылады, яғни тезнологиялық процестерде әртүрлі синтездерде бейорганикалық лиганттар қатысында табиғи және өнеркәсіптік суларда қолданылады. [5] .

Модифицирленген фосфаттардың қасиеттері

Ерітіндіде металдың катиондық (комплекс және модифицирленген ионның негізгі катиондары ) бірге кездесуі, сонымен қатар жақсы комплекстенетін лигандалар, дифосфатты аниондар секілді, комплекс түзетін процестердің орны болады.

Ядролық магнитті резонанс әдісі бойынша рН = 8 - 4, 5 болғанда комплекс РО ₄ тетраэдрдің соңында түзіледі, ал рН = 4, 5 - 0 төмендеткен кезде РО ₄ тетраэдрдің тобының 80 % комплекс түзеді. Ал рН=3, 0 - 0, 0 болған кезде тетраэдрлер сақина болады, одан орташа қалыпта, одан тарамдалатын нүкте секілді болады. [6]

Комбинацияланған шашырау спектроскопия әдісі бойынша әртүрлі тұздарды мысал ретінде (Zn ²⁺ , Cd ²⁺ , Hg ²⁺ ) және күшті қышқылдардың аниондары (NО ₃ ^- , С1 ^- ) комплекс түзуге қышқылдың әсерін зерттеді. рН мәні жоғарылатқан кезде гидрооксокомплекс түзіледі және ацидогидрокомплекс түзіледі. Ал көп конденсирленген ерітінділерде (См > 0, 01моль/л) полимерлі формалар пайда болады және құрылымдық суреті күрделенеді.

Е. А. Продан три және циклотрифосфаттардың сулы ерітінділеріндегі қасиетін зерттеген кезде сақинаға қарағанда, Р - О - Р байланысты сатыларда жоғары қозғалыс болады, олар айырылуға бейім болып келеді. рН ортаның жоғарылауы немесе комплекс түзуші катиондармен сақиналы лиганттар қосқан кезде қатты сфера ішілік комплекс түзеді, ал циклді трифосфатты лиганд түзбейді.

Бобтельский Мордехай поликомплексті қосылыстардың трифосфат және иондармен магний, кальций, стронций, барий, никель, кобальт, марганец және мыс түзілуін зерттеген. Натрий трифосфат және көп валентті катиондардың ерітіндімен араластырған кезде рН төмендеуі нәтижесінде комплекс түзіледі; бұл эффект магний, кальций, марганец және алюминий тұздарында көрінеді.

Комплекстін түзулуі келесі нұсқа бойынша жүреді:

М ²⁺ + НР ₃ О ₁₀ ^4- + Н ⁺

Комплекс құрамы басқаша да болуы мүмкін - М(Р ₃ О ₁₀ ) ₂ ^8- , МОНР ₃ О ₂ ^8- , рН төмендеу мүмкіндігі ерітінділердің араласуы комплекс түзуіне тұрақты болады және тұрақсыздық константасын есептеуге қолданылады. Беливанцев тұрақтылық константасын Бьеррумның әдісі бойынша есептеді, бұл жүйеге Сu ²⁺ - HPO ₄ ^2- - H ₂ O pH< 6, 0 H ⁺ ортадан төменгі түзетулермен, lgβ= 9, 4 + 0, 2; pH< 6, 0 болған кезде lgβ= 13, 2 + 0, 2;

CuHPO ₄ * H ₂ O судың кристалогидраты координацияланбаған күйде болады және гидрафосфат анионымен, сутектік байланыспен байланысқан CuHPO ₄ * H ₂ O бұл жоғары термиялық тұрақты екенін ескеріп, оның құрылысы «жай қабатты» болуы мүмкін деп жорамалданған, бұнда қабаттың бір жағы мыс иондарынан тұрады, ол гидроксилді ион түрінде орналасқан, ал екіншісі фосфатты иондар түрінде орналасқан. Бұл фосфаттардың ерігіштіктері негізден қышқылдық тұзға қарай артады: πP _СuOH4 = 2, 1 * 10 ^-22 , πP _{Cu3(PO4) 2} * 10 ^-25 , πP _{СuOH4* H2O} = 4*10 ^-10 ;

Спектрофотометрлік зерттеу нәтижесінде процессте кешен түзеді: Fe3+ - P ₃ O ₁₀ ^-5 - H ₂ O және Fe ³⁺ - P ₂ O ₇ ^4-- - H ₂ O;

Осы алынған комплекстердің константасын есептеу және құрамын анықтау үшін комплексті ионның, полифосфат ионның концентрациясының өзгерісін, олардың қатынасын, ерітінділердің рН білу қажет.

Ерітінділердің ортасының өзгеру мәндері 4-пен 7 аралығында болады, яғни бұнда Ғе ³⁺ - комплекстері полифосфорлы қышқылдың әртүрлі сатыда диссоциацияланатынын анықтайды.

Ғе ³⁺ -Р ₃ О ₁₀ ^5- - Н ₂ О жүйесі үшін рН 7, 0-8, 0 кезінде оптикалық тығыздығы максималды мәніне тең және тұрақты болып қалады, яғни тұрақты химиялық комплекстің жарық өткізуі басқа әдіс бойынша - Е = 4226, 98 моль ^-1 см ^-1 және графиктік түрде оның құрамы анықталған: C=2, 7 * 10 ^-4 - 3, 7 * 10 ^-4 жүйесі негізінде - Ғе : Р ₂ О ₁₀ ^5- қатынаста жай комплекс түзеді. Kелесі концентрацияның өсуі кезінде - Ғе : Р ₂ О ₁₀ ^5- = 1 : 2 ; Fe ³⁺ - P ₂ O ₇ ^4- - H ₂ O жүйесі үшін комплекс құрамы анықталған 1:1 және константа молярлы жұту коэфиценті; К _обр = (4, 8 + 0, 5) * 10 ^-9 ; E = 4973, 75 моль ^-1 см ^-1 . Бұл комплекс түзетін жүйеде 1 протон қатысады, яғни комплексті ион түзеді [FeHP ₂ O ₇ ] ^- , Fe ³⁺ - P ₃ O ₁₀ ^5- - H ₂ O жүйесінде 2 комплекс ионы бар [FeP ₃ O ₁₀ ] ^2- және [Fe(P ₃ O ₁₀ ) ₂ ] ^7- ; Кахановский K ₄ P ₂ O ₇ - Mr(NO ₃ ) ₂ - H ₂ O жүйесінде 1 моль/л изомолярлық кесіндіде тұнбаның түзілуін зерттеген. Бұнда төрт кристалдық қосылыстар анықталды. P ₂ O ₇ ^4- : Me ²⁺ = 1, 22 ; 0, 67; 0, 54; 0, 48 қатынастары кезінде тұнба түрінде келесі қосылыстар түзіледі: Мп ₂ Р ₂ О ₇ * 5 H ₂ O; K ₂ MnP ₂ O ₇ * 3 H ₂ O; K ₂ Mn ₃ (P ₂ O ₇ ) ₂ ; K ₂ Mn(P ₂ O ₇ ) ₄ * 26 H ₂ O.

Бірнеше келтірілген кинетикалық мінездеме гидролитикалық айырылу кезінде келтірілген катиондар қатысында дифосфаттардың айырылу жылдамдығы жеке тұздардың гидролизінің жылдамдығына қарағанда артады. Осы жұмыста тағы модифицирленген қоспаны дифосфатқа магний, кальций және стронций қосқан кезде алынған өнімнің қасиеті белгілі, потенциометриялық титрлеу жүргізіледі. Жүргізілген анализдер нәтижесінде ерітіндінің рН өзгерген сайын әртүрлі құрамды аниондар алынды, олар модифицирленген катиондармен протондалған және протондалмаған дифосфатты кешен береді.

Әдебиеттерден алынған мәліметтер бойынша бұрыннан бастап жүргізілген зерттеулер моно-, ди- және три- фосфатты тұздардың әртүрлі сулы жүйесіндегі синтезіне қатысты.

Қазіргі уақытқа дейін бейорганикалық полимерлік фосфаттың қорғаныш әсерінің механизмі туралы бірдей пікір қалыптасқан жоқ.

Розенфельд өз қызметкерлерімен бейорганикалық мономерлік фосфаттың қорғаныш әсерінің механизмін қорғаныш қабаттың түзілуімен металдың беткі қабатын жартылай немесе толығымен қаптауымен түсіндірді, оттегінің келуін кедергі жасау коррозия процесін тоқтатуына жағдай жасады. Қабықтың зерттелуіне бұл гипотезаның анодтағы 0, 1 М монофосфаттың ерітіндісінде темірдің тотығуы қалыптасады, лазерлік спектроскопиялық, комбинациондық шашырауы, рентген сәулелерінің дифракциялану әдісінің қатысуымен жүргізіледі.

Прайер және Коэн айтулары бойынша, оттегінің қатысуымен натрий ортофосфатының қорғаныш әсерінің механизмі металдың беткі қабатына оттегінің баяулауына әкеліп соқтырады. Оттегінің темір атомының беткі қабатымен гетерогендік өзара әсерлесуінен жұқа қабат «өзін-өзі емдейтін» гематит γ - Ғе ₂ О ₃ қабатының түзілуіне әкеліп соқтырады. Фосфаттың ролі әр түрлі ақауларды «емдейді», қабақтың ең бастапқы кезеңінде нашар еритін темір фосфатының қалыптасуы болады.

Болат және мырыш фосфатының ерітіндісінің арасында жүрген гетерогендік реакцияларды көптеген авторлар зерттеген. Электрохимиялық зерттеулер, сонымен бірге болаттың беткі қабатын электрондық сканирлеу арқылы бекітілді, фосфаттық анионның қатысуы тығыз оксидтік қабаттың қалыптасуына мүмкіндік жасайды, олардың қалыңдығы мырыш фосфатының ерігіштігіне тәуелді болады. Катодтың металдық қабатында мырыш (ІІ) оксиді түзіледі, нәтижесінде металдың тотықсыздануын әлсіретеді.

Бірнеше зерттеушілер қатарының жоспарлауы бойынша полифосфаттардың айырмашылығы катодтық ингибиторда олардың қорғаныш әсері шыны тәрізді қабықтың локальдық катодта металл бетінің тұнбаға түсуіне соқтырады. Автордың ойы бойынша полифосфаттардың өзі болаттардың коррозияға ұшырауын реттейді, ал ингибирлеу гидролиз өнімін - гидромонофосфаттар анионын тудырады, кальций және темір тұздарымен өзара әрекеттеуі қорғаныштық қабатын түзуге әкеледі.

2НРO ₄ ^²- + 3Са ²⁺ + 2ОН ^- = Са ₃ (РО ₄ ) ₂ + 2 Н ₂ О

НРО ₄ ^2- + Ғе ³⁺ + ОН ^- = FePO ₄ * H ₂ O

Бұл берілгендер зерттеулер қатарына қайшы келеді. Ерітіндіде 2500 мг/л натрий хлориді, гексаметафосфатының 100 мг/л және кальций хлоридінің 60 мл/л металл бетінде ақ немесе сұр түсті жұқа жұмсақ қабаттың бар екендігі байқалды, оның құрамы комплексті қосылысқа (NаН) ҒеСа(РО ₃ ) ₅ *8Н ₂ О сәйкес келеді. Электронды - микроскопиялық түсілімдерде кристалдық компонент темірдің дифосфатына сәйкес келеді. Қорғаныш әсерлердің механизмі полимерлік фосфаттың құрамы арқылы анықталады деген зерттеуші авторлар.

Натрий трифосфаты - анодтық ингибитор болып табылады және коррозияның тежелуі металдың тотығуының анодтық реакцияда тежелуі негізінде жүзеге асады. Құрамында суда ерігіштігі нашар FeHPO ₄ болады. Трифосфат ерітіндісінде гидромонофосфат анионының қатысуымен оның гидролизденуі төмендегі реакция арқылы өтеді:

Р ₃ О ₁₀ ^5- + НOН =HPO ₄ ^2- + HP ₂ O ₇ ^3-

Полифосфаттың гидролиздену кезінде полифосфаттық тізбектің соңында дигидромонофосфаттар анионы айырылады, темір катионының жақсы еритін тұзы түзіледі, бұл металдардың еру процесі деп қарастыруға болады. Электрохимиялық реакция жағдайында тотығу-тотықсыздану, дигидромонофосфат ионы гидроксид ионымен өзара әрекеттесіп, оттегінің тотықсыздану өнімі болып табылады.

Н ₂ РО ₄ ^- + ОН ^- = HPO ₄ ^2- + HOH

O ₂ + 2H ₂ PO ₄ ^- + 2e = 2HPO ₄ ^2- +2HOH

Жинақталған НРО ₄ ²- анионы темір катионымен өзара әрекеттескенде нашар еритін темір гидроионофосфаты түзіледі, бұл оксид тетік қабықтың қорғаныш қасиетін арттырады.

Қазіргі уақытта болат темірлердің жемірілуіне қарсы 5 мың ингибиторлар белгілі [8, 9, 10] . Бірақ жұмыстың практика жүзінде әртүрлі су құбырлары және салқындату жүйелерінде, тек бірнеше топ қосылыстарын да қолданады. Бұны алу себебіміз, бұл ингибиторлар суды антикоррозиялы тазалауға қолданады. Адамға және қоршаған ортаға қауіпті болмауы керек, тмператураның әртүрлі әсері кезінде тұрақты, жеңіл ауыспалы және экономикалық жағынан ақысы өтемді болуы керек. Осы қосылыстардың жиі қолданылатыны бейорганикалық полимерлі фосфаттар, ең негізгі натрий полимфосфаттары. [9, 11] .

Фосфатты ингибиторлар, дифосфаттан бастап және шыны тәрізді полифосфаттарға дейін жылы су құбырларында 50 жылдан астам уақыт көптеген елдерде қорғаныш ретінде қолданылады. [12, 13] . Суды дайындауда негізінен шыны тәрізді натрийдің полимерлі фосфаттары қолданылады. Бірақ та фосфаттардың құрамы туралы Nа ₂ О / Р ₂ О ₅ молярлы қатынасы сипатталады, әдебиеттерде сипатталмаған [13] . Құбыр су жүйесіне натрий полифосфатын қосқан кезде судың қызыл түске боялуынаң темір (ІІІ) тұздарының және жемірленуінің өнімдерінің азаюын байқауға болады. Су тасымалданған кезде, фосфаттарды қолдану оның жемірілу жылдамдығын бірнеше шамаға дейін тоқтатады [14] .

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.