酸洗緩蝕劑的緩蝕原理

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• 發(fā)布日期：2010-12-30   點(diǎn)擊：4755   

金屬腐蝕過(guò)程是在金屬表面進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。減緩金屬腐蝕必然是通過(guò)對(duì)金屬表面上進(jìn)行的電化學(xué)反應(yīng)的速度發(fā)生影響而實(shí)現(xiàn)的。但是，不同類型的緩蝕劑影響電化學(xué)反應(yīng)的途徑則是各不相同的。作為酸洗緩蝕劑，一般有兩類物質(zhì)。一類是無(wú)機(jī)物，如砷離子(As3+)、銻離子(Sb3+)等。另一類是含有極性基因的有機(jī)化合物，如硫脲[CS(NH2)2]，吡啶(C5H5N)等。對(duì)于象As3+這樣的重金屬陽(yáng)離子，它們的緩蝕機(jī)理是這些離子在陰極區(qū)上被還原，還原產(chǎn)物(金屬As)沉積在陰極區(qū)，使氫離子的放電反應(yīng)變得十分困難(用電化學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)講就是砷使得氫去極化的陰極過(guò)程的過(guò)電位劇烈地升高了)。這樣，氫離子放電的速度就急劇地降低了。對(duì)于一對(duì)共軛反應(yīng)來(lái)講，由于陰極反應(yīng)速度的降低，鐵溶解的陽(yáng)極反應(yīng)的速度也相應(yīng)地降低了，這樣就得到了減緩金屬腐蝕的效果。
　　含有極性基團(tuán)的有機(jī)化合物的緩蝕機(jī)理則要復(fù)雜得多。復(fù)雜的原因一方面是因?yàn)檫@一過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的界面吸附過(guò)程，再加上這些有機(jī)化合物本身的組成和結(jié)構(gòu)又是千姿百態(tài)的，結(jié)構(gòu)和組成的變化又會(huì)影響到吸附的過(guò)程。因此，對(duì)于很多有機(jī)化合物的緩蝕機(jī)理目前還處于研究和爭(zhēng)議的過(guò)程中。在這里不可能詳細(xì)地加以討論。但是，我們可以給出一個(gè)概括的模型，那就是這些有機(jī)分子都具有不同程度的表面活性，這種表面活性可以是由于硫、氮原子的游離電子對(duì)帶來(lái)的，也可以是由于長(zhǎng)尾巴的憎水基團(tuán)和小的親水基團(tuán)這種結(jié)構(gòu)帶來(lái)的。使它們能夠在金屬/溶液界面上比較活潑的地方發(fā)生吸附，吸附的結(jié)果可以使界面反應(yīng)的活化能增大，也可以使界面雙電層的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，其結(jié)果都將使腐蝕電池的共軛反應(yīng)中的一個(gè)(陰極或陽(yáng)極)或兩個(gè)(陰極和陽(yáng)極)受到強(qiáng)烈的阻滯，從而使鐵的腐蝕速度急劇地降低，收到緩蝕的效果。根據(jù)阻滯的不同過(guò)程，可以把緩蝕劑分成幾類。使陰極反應(yīng)受到阻滯的緩蝕劑稱之為陰極型緩蝕劑。使陽(yáng)極過(guò)程受到阻滯的稱之為陽(yáng)極型緩蝕劑。使陰極和陽(yáng)極同時(shí)受到阻滯的稱為混合型緩蝕劑。
　　無(wú)論是無(wú)機(jī)物還是有機(jī)化合物，它們對(duì)金屬腐蝕的抑制都是在金屬界面上的某些活性區(qū)域，以原子或分子吸附的方式進(jìn)行的。因此可以用不大的添加劑量收到非常顯著的緩蝕效果。這在工業(yè)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性方面也有很多的優(yōu)點(diǎn)。
　　正因?yàn)榫徫g原理所具有的吸附特征，凡是能夠影響到界面反應(yīng)活化能和表面吸附過(guò)程的因素都可以影響到酸洗緩蝕劑的緩蝕效率。如介質(zhì)的溫度，緩蝕劑的濃度，其他干擾性離子以及溶液的運(yùn)動(dòng)速度等。這是在研究和應(yīng)用酸洗緩蝕劑時(shí)必須給予充分注意的。