Nghiên cứu mối tương quan giữa cấu trúc phân tử và khả năng ức chế ăn mòn kim loại của một số hợp chất hiđrazon tt

ĐẠI HỌC QUÔC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ MINH TÂN NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA CẤU TRÚC PHÂN TỬ VÀ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT HIĐRAZON

ĐẠI HỌC QUÔC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

VŨ MINH TÂN

NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA CẤU TRÚC PHÂN TỬ

VÀ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI CỦA MỘT SỐ

HỢP CHẤT HIĐRAZON

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC

HÀ NỘI – 2009

ĐẠI HỌC QUÔC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-*** -

VŨ MINH TÂN

NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA CẤU TRÚC PHÂN TỬ

VÀ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI CỦA MỘT SỐ

HỢP CHẤT HIĐRAZON

Chuyên ngành: Hoá lí thuyết và Hoá lí

Mã số: 62 44 3101

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 PGS.TS Phạm Văn Nhiêu

2 GS.TSKH Nguyễn Minh Thảo

HÀ NỘI – 2009

MỤC LỤC

Các kí hiệu viết tắt

Danh mục các hình

Danh mục các bảng

MỞ ĐẦU……… 1

Chương 1 TỔNG QUAN……… 3

1.1 Cơ sở lí thuyết các phương pháp lượng tử gần đúng 3

1.1.1 Cơ sở của phương pháp MO……… 3

1.1.2 Cơ sở lí thuyết các phương pháp gần đúng cho hệ nhiều electron……… 4

1.1.2.1 Phương pháp trường tự hợp của Hartree-Fock……… 4

1.1.2.2 Phương pháp Roothaan……… 6

1.1.3 Sơ lược về các phương pháp tính lượng tử gần đúng……… 7

1.1.3.1 Phương pháp không kinh nghiệm ab-initio……… 7

1.1.3.2 Các phương pháp bán kinh nghiệm……… 8

1.1.4 Cách lựa chọn các phương pháp gần đúng……… 11

1.2 Khái quát về ăn mòn kim loại……… 12

1.2.1 Khái niệm và phân loại ăn mòn kim loại……… 12

1.2.2 Ăn mòn kim loại trong dung dịch axit……… 13

1.2.3 Các phương pháp chống ăn mòn kim loại……… 13

1.3 Sử dụng chất ức chế chống ăn mòn kim loại……… 15

1.3.1 Phân loại chất ức chế……… 15

1.3.2 Cấu trúc phân tử chất ức chế hữu cơ……… 16

1.3.3 Cơ chế tác động của chất ức chế hữu cơ……… 17

1.3.4 Lĩnh vực chủ yếu sử dụng chất ức chế……… 17

1.3.5 Hiđrazon- Chất ức chế ăn mòn kim loại có hiệu quả………… 18

1.3.6 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chất ức chế ăn mòn kim loại trên thế giới và ở Việt Nam……… 19

1.4 Mối liên hệ giữa hiệu quả bảo vệ và cấu trúc của chất ức chế 20

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…… 24

2.1 Nội dung nghiên cứu……… 24

2.1.1 Tính các thông số lượng tử của các hiđrazon……… 24

2.1.2 Tổng hợp các hiđrazon có khả năng ức chế ăn mòn kim loại cao……… 24

2.1.3 Nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn của các hiđrazon tổng hợp được trên kim loại đồng M1 trong dung dịch axit HNO3 3M bằng phương pháp tổn hao khối lượng và điện hoá……… 27

2.1.4 Sử dụng phương pháp hồi qui tìm ra mối quan hệ giữa cấu trúc phân tử và khả năng ức chế ăn mòn kim loại của các hiđrazon……… 28

2.2 Các phương pháp nghiên cứu……… 28

2.2.1 Phương pháp tính hoá học lượng tử……… 28

2.2.2 Phương pháp tổng hợp các hiđrazon……… 29

2.2.3 Phương pháp xác định cấu trúc……… 30

2.2.4 Các phương pháp nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn kim loại……… 30

2.2.4.1 Phương pháp tổn hao khối lượng……… 30

2.2.4.2 Phương pháp điện hoá……… 32

2.2.5 Phương pháp phân tích tương quan thống kê……… 35

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……… 36

3.1 Kết quả tính toán các thông số lượng tử……… 36

3.2 Tổng hợp các chất ức chế hiđrazon……… 46

3.2.1 Tổng hợp một số dẫn xuất loại axetophenon ……… 46

3.2.2 Tổng hợp hiđrazit của một số dẫn xuất của axit benzoic thế… 52

3.2.3 Tổng hợp các hợp chất hiđrazon……… 59

3.3 Kết quả xác định cấu trúc của các hiđrazon tổng hợp……… 68

3.3.1 Kết quả xác định phổ hồng ngoại (IR) của các hiđrazon tổng hợp……… 68

3.3.2 Kết quả xác định phổ cộng hưởng từ proton (1H-NMR) của các hiđrazon tổng hợp……… 70

3.3.3 Kết quả xác định phổ khối lượng (MS) của các hiđrazon tổng hợp……… 75

3.4 Kết quả đánh giá khả năng ức chế ăn mòn kim loại của các hiđrazon tổng hợp……… 77

3.4.1 Kết quả đo khả năng ức chế ăn mòn theo phương pháp tổn hao khối lượng……… 77

3.4.2 Kết quả đo khả năng ức chế ăn mòn theo phương pháp điện hoá……… 90

3.5 Mối tương quan giữa cấu trúc phân tử và khả năng ức chế ăn mòn kim loại của các hiđrazon……… 94

3.5.1 Thiết lập phương trình hồi qui tuyến tính biểu diễn mối liên hệ giữa cấu trúc phân tử và khả năng ức chế ăn mòn kim loại của một số hiđrazon……… 94

3.5.2 Ảnh hưởng của bản chất và vị trí nhóm thế đối với hiệu quả ức chế ăn mòn kim loại của các hiđrazon……… 105

KẾT LUẬN……… 106

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ……… 108

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 110

PHỤ LỤC……… 121