Características de mitigação da corrosão de alguns novos derivados organoselênio tioureia para decapagem ácida do aço C1018 via estudo experimental e teórico
Scientific Reports volume 13, Artigo número: 9058 (2023) Citar este artigo
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Dois derivados de tioureia organoselênio, 1-(4-(metilselanil)fenil)-3-feniltioureia (DS036) e 1-(4-(benzilselanil)fenil)-3-feniltioureia (DS038) foram produzidos e categorizados usando FTIR e RMN (1H e 13C). A eficácia dos dois compostos acima como inibidores de corrosão do aço C em HCl molar foi avaliada utilizando as técnicas de polarização potenciodinâmica (PD) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). As descobertas de PD indicam que DS036 e DS038 possuem recursos de tipo misto. Os resultados do EIS mostram que o aumento de sua dose não apenas altera a resistência de polarização do aço C de 18,53 para 363,64 e 463,15 Ω cm2, mas também altera a capacitância da camada dupla de 710,9 para 49,7 e 20,5 μF cm-2 na ocorrência de 1,0 mM de DS036 e DS038, respectivamente. Na dose de 1,0 mM, os derivados organoselênio tioureia apresentaram a maior eficiência de inibição de 96,65% e 98,54%. A adsorção da molécula inibitória ocorreu ao longo da isoterma de Langmuir no substrato de aço. A energia livre de adsorção do processo de adsorção também foi pretendida e indicou uma adsorção química e física combinada na interface aço C. Os estudos FE-SEM apoiam as capacidades de adsorção e proteção dos sistemas inibidores de moléculas baseados em OSe. Em cálculos Silico (simulações DFT e MC) explorou-se a atração entre os derivados organoselênio tioureia estudados e ânions de solução corrosiva em uma superfície de Fe (110). Os resultados obtidos mostram que estes compostos podem constituir uma superfície adequada para prevenir e controlar a taxa de corrosão.
Excelentes qualidades mecânicas fazem do aço carbono (aço C) um material essencial com ampla gama de utilizações em diferentes áreas, incluindo os setores marítimo e petrolífero1. Os aços C são facilmente corroídos em ambientes ácidos, principalmente em ácido clorídrico que é usado para decapagem industrial, descalcificação ácida, limpeza e acidificação de poços de petróleo2. O custo anual das perdas poderia ser calculado em milhares de milhões de dólares3. Embora muitas estratégias, incluindo revestimento e deposição, tenham sido criadas para evitar a corrosão dos metais4,5,6,7, o uso de inibidores de corrosão ainda está entre as melhores e mais eficientes estratégias8,9. Os inibidores de corrosão distinguem-se pela sua forte capacidade de adesão a superfícies metálicas. A taxa de corrosão é imediatamente reduzida quando o inibidor é adicionado em quantidades modestas, uma vez que previne rapidamente a corrosão10.
Devido à sua abundância em centros de adsorção, como heteroátomos (enxofre, oxigênio e nitrogênio), moléculas orgânicas são frequentemente utilizadas como eficientes inibidores de corrosão para aço-carbono em condições aquosas. Isto torna os inibidores custo-efetivos7,11,12. Os contatos mútuos entre a superfície metálica e a camada orgânica, que são controlados por um mecanismo de adsorção, podem diminuir significativamente a taxa de reações de corrosão anódica e catódica na interface metal/solução . Embora técnicas eletroquímicas como espectroscopia de impedância eletroquímica e polarização potenciodinâmica possam medir a taxa de corrosão, simulações teóricas podem medir as interações entre metais e inibidores .
Os híbridos de organoselênio (OSe) ganharam recentemente muita atenção como resultado de suas diversas aplicações, particularmente em química de materiais e medicinais . As características inéditas do selênio (Se) e as propriedades redox garantiram as potenciais aplicações bioquímicas e industriais dos agentes OSe . A menor eletronegatividade e o maior tamanho do Se em comparação com seus análogos enxofre, nitrogênio e fósforo são as principais razões para sua maior polarizabilidade e, portanto, nucleofilicidade . Consequentemente, os compostos organoselênio (OSe) são geralmente bons nucleófilos e possuem potenciais atividades catalíticas e quelantes . Ao contrário do enxofre, o Se é um semicondutor e apresenta propriedades fotocondutoras e fotovoltaicas, sendo, portanto, amplamente utilizado na ciência dos materiais e na eletrônica, como células solares, baterias de íons de sódio, fotocélulas e medidores de luz .