Bảng 3.9. Chỉ số xà phòng hóa STT Axit Este Xà phòng 1 1.68 1.08 2.76 2 1.60 1.09 2.69 3 1.48 0.55 2.03 Chỉ số xà phòng trung bình 2.49
Chỉ số xà phòng của tinh dầu bưởi là 2,49.
3.3.4. Xác định tỷ trọng tinh dầu
Tỷ trọng tinh dầu vỏ bưởi được trình bày ở bảng 3.10.
Bảng 3.10. Tỷ trọng tinh dầu m(g) m1 (g) m2(g) 18.953 69,391 60,183 69,387 69,382
Tỉ trọng trung bình của tinh dầu vỏ bưởi là: 0,8175
Nhận xét:
Tỉ trọng tinh dầu là 0,8175, nhẹ hơn nước. So sánh với tỉ trọng của vỏ bưởi
theo tác giả Vũ Ngọc Lộ là 0,8025 – 0,8482 thấy kết quả thực nghiệm tương tự.
3.4. Định danh các hợp chất trong tinh dầu
3.4.1. Kết quả phân tích thành phần có trong tinh dầu vỏ bưởi
Vỏ bưởi sau khi làm sạch, xay nhỏ và ngâm với muối, chưng cất lôi cuốn hơi nước thu được tinh dầu và dịch chiết của vỏ bưởi. Xác định thành phần của tinh dầu và dịch chiết bằng phương pháp sắc kí khí gắn kết khối phổ (GC-MS) trên máy Fisons Instrument tại trung tâm dịch vụ phân tích số 2
Nguyễn Văn Thủ, thành phố Hồ Chí Minh. Kết hợp với phổ MS của các chất, đã xác định được thành phần các chất có trong tinh dầu và dịch chiết vỏ quả bưởi thu được theo phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước được trình bày ở hình 3.1 và bảng 3.11.
Hình 3.1. Sắc kí đồ của tinh dầu vỏ bưởi
Bảng 3.11. Các hợp chất có trong tinh dầu vỏ bưởi STT Tên Hàm lượng % 1 Á-cis- Ocimene 0,74 2 Beta-Phellandrene 0,19 3 Beta-Pinene 0,16 4 Beta-Myrcene 2,71 5 Alpha-Phellandrene 0,27 6 Limonene 90,32 7 Ç-Terpinen 3,59 8 Isocaryophyllene 0,13 9 1H-Cyclopenta[1,3]cyclopropa[1,2]benzene 1,66 10 Germacrene B 0,23 Tổng cộng 100
Theo phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, trong tinh dầu vỏ bưởi thu được 10 tử, cấu tử chính là limonene, cấu tử có hàm lượng lớn thứ hai là Ç-Terpinen.
3.4.2. Kết quả phân tích thành phần có trong dịch chiết vỏ bưởi
Vỏ bưởi sau khi xử lý nguyên liệu, ngâm với muối.Tiến hành chưng cất lôi cuốn hơi nước thu lấy tinh dầu, phần còn lại trong bình cầu đem lọc qua giấy lọc thu được dịch chiết. Sau đó lấy phần dịch chiết này đi
Hình 3.2. Dịch chiết vỏ bưởi
trên máy Fisons Instrument tại trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm số 2 Nguyễn Văn Thủ, thành phố Hồ Chí Minh. Kết quả phân tích sắc kí được trình bày ở hình 3.3 và bảng 3.12.
Hình 3.3. Sắc kí đồ của dịch chiết vỏ bưởi
Bảng 3.12. Các hợp chất trong dịch chiết vỏ bưởi
Số thứ tự Tên Hàm lượng(%)
1 D-Limonene 0.96
2 Furfuryl alcohol, tetrahydro-à,à, 5-trimethyl-5-vinyl- 15.62 3 Trans-Linaloloxide 7.07 4 Beta-Linalool 3.78 5 Trans-P-2,8-Menthadien-1-ol 0.59 6 p-Menthan-3-one 2.97 7 4-isopropyl-1,3-cyclohexanedione 0.59 8 Menthol 7.44
9 P-Menth-1-en-8-ol 17.67
10 Cis-Geraniol 16.65
11 Citral (isomer 1) cis, trans- 3.29 12 2,6-Octadien-1-ol,2,7-dimethyl- 14.27
13 Menthol, acetate,iso- 8.56
14 Isocaryophyllene 0.53
Tổng cộng 100
Theo bảng 3.12, trong dịch chiết vỏ bưởi gồm 14 cấu tử, trong đó cấu tử có hàm lượng lớn nhất là P-Menth-1-en-8-ol, cấu tử có hàm lượng lớn thứ hai là Cis-Geraniol. Ngoài ra trong dịch chiết có lẫn tinh dầu. Do vậy dịch chiết có số lượng cấu tử nhiều hơn tinh dầu và có chứa cấu tử của tinh dầu như D- Limonene.
3.5. Tính chất ức chế ăn mòn kim loại của dịch chiết và tinh dầu vỏ quả bưởi bưởi
Hình 3.5. Mẫu đồng ngâm trong hệ tinh dầu- ancol 3.5.1. Khả năng ức chế ăn mòn kim loại của tinh dầu vỏ quả bưởi
3.5.1.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ tinh dầu trong hệ tinh dầu-ancol
a. Môi trường muối +Mẫu thép
Cân 1 mẫu thép có khối lượng mk. Ngâm 1 mẫu thép vào cốc thủy tinh
250 ml chứa dung dịch NaCl 3,5% trong thời gian 24h.Vớt ra để ráo trong thời gian 30 phút ở nhiệt độ thường.
Cân chính xác 5 mẫu thép có khối lượng mk, (đánh số từ 2 - 6). Ngâm 5
mẫu thép (từ 2-6) có cùng kích thước vào 5 cốc thủy tinh loại 250 ml chứa 5 dung dịch ức chế ăn mòn với tỉ lệ thể tích tinh dầu-ancol tương ứng trong cùng thời gian 24h. Vớt ra để khô ráo trong thời gian 30 phút. Cân được khối
lượng mc.
Sau đó lấy 5 mẫu thép trên ngâm vào dung dịch NaCl 3,5% trong thời
quả ảnh hưởng của tỉ lệ tinh dầu đến khả năng ức chế ăn mòn thép trong dung dich NaCl được thể hiện ở bảng 3.13.
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của tỉ lệ tinh dầu-ancol đến mẫu thép trong môi
trường muối Mẫu thép ∆mk =mk’ -mk Mẫu thép ∆mc =mc’ -mc Z% Mẫu 1 0,033 Mẫu 2 (20%) 0,025 24,24 Mẫu 3 (30%) 0,021 36,36 Mẫu 4 (40%) 0,017 48,48 Mẫu 5(50%) 0,018 45,45 Mẫu 6 (60%) 0,020 39,39
Từ bảng trên cho thấy, ở tỉ lệ tinh dầu 40% thì hiệu quả bảo vệ thép tốt nhất vì lúc này tạo ra màng bảo vệ bề mặt kim loại bền và cách li với môi trường xung quanh. Tuy nhiên, khi tỉ lệ tinh dầu trong hệ tinh dầu bưởi-ancol lớn hơn 40% thì hiệu quả ức chế ăn mòn giảm, điều này có thể do quá trình tạo màng nhanh, dày xốp trên bề mặt thép.
+Mẫu đồng
Với mẫu đồng các bước khảo sát tiến hành tương tự như mẫu thép. Kết quả được thể hiện qua bảng 3.14.
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của tỉ lệ tinh dầu-ancol đến mẫu đồng trong môi
trường muối Mẫu đồng ∆mk =mk’ -mk Mẫu đồng ∆mc =mc’ -mc Z% Mẫu 1 0,025 Mẫu 2 (20%) 0,017 32,00 Mẫu 3 (30%) 0,014 44,00 Mẫu 4 (40%) 0,011 56,00 Mẫu 5 (50%) 0,012 52,00 Mẫu 6 (60%) 0,013 48,00
Qua bảng 3.14 và bảng 3.13 cho thấy đồng ít bị ăn mòn hơn thép, hệ số tác dụng bảo vệ của tinh dầu bưởi với mẫu đồng lớn hơn mẫu thép.Ở mẫu đồng với tỉ lệ thể tích tinh dầu trong hệ 40% thì hiệu quả bảo vệ là cao nhất.
b. Môi trường axit HCl 0,1M + Mẫu thép
Trong môi trường axit, khảo sát yếu tố ảnh hưởng tỉ lệ tinh dầu với mẫu thép, các bước thí nghiệm làm tương tự như trong môi trường muối, chỉ thay môi trường muối bằng axit. Kết quả xác định ở bảng 3.15
Bảng 3.15. Ảnh hưởng của tỉ lệ tinh dầu -ancol đến mẫu thép
môi trường axit
Từ kết quả trên ta thấy khi tăng tỉ lệ thể tích tinh dầu trong hệ thì hệ số tác dụng bảo vệ tăng dần và đến 42,86% đạt cực đại. Sau tỉ lệ này thì hệ số tác dụng bảo vệ giảm dần theo tỉ lệ thể tích tinh dầu trong hệ.
+Mẫu đồng
Trong môi trường axit, khảo sát yếu tố ảnh hưởng tỉ lệ tinh dầu với mẫu
đồng, các bước thí nghiệm làm tương tự như trong môi trường muối, thay môi trường muối bằng axit. Kết quả xác định ở bảng 3.16.
Bảng 3.16. Ảnh hưởng của tỉ lệ tinh dầu -ancol đến mẫu đồng trong
môi trường axit
Mẫu đồng ∆mk =mk -mk, Mẫu đồng ∆mc =mc -mc, Z% Mẫu 2 (20%) 0,017 26,09 Mẫu thép ∆mk =mk -mk, Mẫu thép ∆mc =mc -mc, Z% Mẫu 1 0,035 Mẫu 2 (20%) 0,026 25,71 Mẫu 3 (30%) 0,024 31,43 Mẫu 4 (40%) 0,023 34,29 Mẫu 5 (50%) 0,020 42,86 Mẫu 6 (60%) 0,022 37,14
Mẫu 1 0,023
Mẫu 3 (30%) 0,015 34,78
Mẫu 4 (40%) 0,014 39,13
Mẫu 5 (50%) 0,011 52,17
Mẫu 6 (60%) 0,012 47,83
Dựa vào kết quả bảng 3.16 cho thấy, mặc dù ở cùng tỉ lệ thể tích tinh dầu-ancol nhưng mẫu đồng có hệ số tác dụng bảo vệ cao hơn.
3.5.1.2. Ảnh hưởng của thời gian ngâm
a. Môi trường muối NaCl +Mẫu thép
Tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng của thời gian ngâm trong hệ
tinh dầu ancol, các bước làm như trên với tỉ lệ thể tích tinh dầu-ancol là 40%,
yếu tố thời gian được thay đổi lần lượt là 12h, 24h, 36h, 48h, 60h. Kết quả thể
hiện bảng 3.17.
Bảng 3.17. Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến mẫu thép trong môi trường muối Mẫu thép ∆mk =mk’ -mk Mẫu thép ∆mc =mc’ -mc Z% Mẫu 1 0,031 Mẫu 2 (12h) 0,018 41,94 Mẫu 3 (24h) 0,016 48,39 Mẫu 4 (36h) 0,012 61,29 Mẫu 5 (48h) 0,014 54,84 Mẫu 6 (60h) 0,013 58,06
Qua bảng 3.17 cho thấy, hệ tinh dầu – ancol đều có khả năng ức chế ăn mòn thép CT3 trong dung dịch NaCl 3,5% với thời gian tối ưu là 36h. Vì ở thời gian này khả năng tạo màng ức chế ăn mòn trên bề mặt thép càng cao. Nguyên nhân ức chế ăn mòn thép CT3 của hệ tinh dầu- ancol là do thành phần chính của tinh dầu là limonene. Đây là hợp chất chứa liên kết π nên khi tinh dầu hấp thụ lên bề mặt thép thì các electron π này liên kết với obitan d
còn trống tạo thành lớp màng hoặc tạo phức dạng vòng càng với ion kim loại sắt và ngăn cách bề mặt thép với môi trường ăn mòn.
+Mẫu đồng
Tương tự các bước tiến hành như mẫu thép chúng tôi khảo sát yếu tố thời gian cho mẫu đồng, kết quả được thể hiện ở bảng 3.18.
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến mẫu đồng trong
môi trường muối
Mẫu đồng ∆mk =mk’ - mk Mẫu đồng ∆mc =mc’ -mc Z% Mẫu 1 0,028 Mẫu 2 (12h) 0,014 50,00 Mẫu 3 (24h) 0,012 57,14 Mẫu 4 (36h) 0,009 67,86 Mẫu 5 (48h) 0,012 57,14 Mẫu 6 (60h) 0,013 53,57
Từ bảng 3.18 cho thấy thời gian ngâm đồng trong hệ tinh dầu bưởi-ancol thích hợp là 36h tương ứng với hiệu quả ức chế là 67,86%. Như vậy, khả năng hấp phụ limonene lên bề mặt kim loại của đồng cao hơn thép.
b. Môi trường axit HCl 0,1 M + Mẫu thép
Tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng của thời gian ngâm với mẫu thép trong hệ tinh dầu- ancol, các bước làm như trên với tỉ lệ thể tích tinh dầu- ancol là 50%, yếu tố thời gian được thay đổi lần lượt là 12h, 24h, 36h, 48h, 60h. Kết quả thể hiện bảng 3.19.
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến mẫu thép trong môi trường
axit
Mẫu thép ∆mk =mk -mk, Mẫu thép ∆mc =mc -mc, Z%
Mẫu 1 0,039
Mẫu 2 (12h) 0,027 30,77
Mẫu 4 (36h) 0,025 35,90
Mẫu 5 (48h) 0,026 33,33
Mẫu 6 (60%) 0,024 38,46
Từ kết quả bảng 3.19 ta thấy so với môi trường muối, ở môi trường axit thì thời gian ngâm ngắn hơn (24h) hệ số tác dụng bảo vệ kim loại thép cao hơn.
+Mẫu đồng
Tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng của thời gian ngâm với mẫu đồng trong hệ tinh dầu- ancol, các bước làm như trên với tỉ lệ thể tích tinh dầu-ancol là 50%, yếu tố thời gian được thay đổi lần lượt là 12h, 24h, 36h, 48h, 60h. Kết quả thể hiện bảng 3.20.
Bảng 3.20. Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến mẫu đồng trong môi trường
axit Mẫu đồng ∆mk =mk -mk, Mẫu đồng ∆mc =mc -mc, Z% Mẫu 1 0,029 Mẫu 2 (12h) 0,016 44,83 Mẫu 3 (24h) 0,014 51,72 Mẫu 4 (36h) 0,015 48,27 Mẫu 5 (48h) 0,016 44,83 Mẫu 6 (60h) 0,017 41,38
Từ kết quả bảng 3.20 ta thấy ở tỉ lệ hệ tinh dầu- ancol 50% thì hệ số tác dụng bảo vệ cao nhất 51,72%. Nếu tăng tỉ lệ này hệ số tác dụng bảo vệ giảm dần. So với mẫu thép, mặt dù ở cùng thời gian ngâm, cùng môi trường nhưng mẫu đồng có hệ số tác dụng bảo vệ cao hơn. Điều này chứng tỏ tinh dầu ức chế lên bề mặt kim loại đồng cao hơn thép.
3.5.2. Khả năng ức chế ăn mòn kim loại của dịch chiết vỏ quả bưởi
3.5.2.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ nước chưng trong hệ nước chưng - ancol
a. Môi trường muối NaCl 3,5%
+Mẫu thép
Cân 1 mẫu thép có khối lượng mk. Ngâm 1 mẫu thép vào 1 cốc thủy tinh
250 ml chứa dung dịch NaCl 3,5% thời gian 24h.Vớt ra để ráo trong thời gian 30 phút ở nhiệt độ thường.
Cân chính xác 5 mẫu thép có khối lượng mk, (đánh số từ 2-6). Tiếp tục
5 mẫu thép (từ 2 - 6) có cùng kích thước vào 5 cốc thủy tinh loại 250 ml chứa 5 dung dịch ức chế ăn mòn với tỉ lệ thể tích nước chưng-ancol tương ứng trong cùng thời gian 24h. Vớt ra để khô ráo trong thời gian 30 phút. Cân được
khối lượng mc.
Sau đó lấy 5 mẫu thép trên ngâm vào dung dịch NaCl 3,5% trong thời
gian 24h rồi vớt ra để khô ráo thời gian 30 phút rồi cân khối lượng mc,. Kết
quả được thể hiện ở bảng 3.2.
Bảng 3.21. Ảnh hưởng của tỉ lệ nước chưng -ancol đến mẫu thép trong môi trường muối
Mẫu thép ∆mk =mk’ -mk Mẫu thép ∆mc =mc’ -mc Z% Mẫu 1 0,055 Mẫu 2 (20%) 0,038 30,90 Mẫu 3 (30%) 0,031 43,63 Mẫu 4 (40%) 0,025 54,54 Mẫu 5 (50%) 0,022 60,00 Mẫu 6 (60%) 0,023 58,18
Với kết quả trên ta thấy nước chưng vỏ bưởi có khả năng ức chế sự ăn mòn kim loại và hiệu quả ức chế tăng dần theo tỉ lệ nước chưng từ 20% đến 50%. So sánh với tinh dầu thì hệ số tác dụng bảo vệ của nước chưng cao hơn so tinh dầu. Điều này chứng tỏ trong nước chưng có chứa một số chất có tác
dụng ức chế ăn mòn như limonene, hợp chất ancol như trans-P-2,8- Menthadien-1-ol, cis Geraniol ...
+Mẫu đồng
Khảo sát yếu tố ảnh hưởng tỉ lệ thể tích nước chưng-ancol đến sự ăn mòn
của kim loại đồng được tiến hành tương tự như mục 3.5.2.1. Kết quả được thể
hiện ở bảng 3.22.
Bảng 3.22.Ảnh hưởng của tỉ lệ nước chưng -ancol đến mẫu đồng trong môi trường muối
Mẫu đồng ∆mk =mk’ -mk Mẫu đồng ∆mc =mc’ -mc Z% Mẫu 1 0,045 Mẫu 2 (20%) 0,027 40,00 Mẫu 3 (30%) 0,023 48,89 Mẫu 4 (40%) 0,021 53,33 Mẫu 5 (50%) 0,019 64,44 Mẫu 6 (60%) 0,018 60,00
Từ kết quả bảng 3.22, đối với mẫu đồng thì hiệu quả bảo vệ tốt nhất là 64,44% ứng với tỉ lệ nước chưng-ancol là 50%.
b. Môi trường axit HCl 0,1M
+ Mẫu thép
Chúng tôi cũng tiến hành khảo sát yếu tố ảnh hưởng của tỉ lệ nước chưng- ancol lên mẫu thép trong môi trường axit cũng tương tự như trong môi trường NaCl. Kết quả được thể hiện ở bảng 3.23.
Bảng 3.23. Ảnh hưởng của tỉ lệ nước chưng-ancol đến mẫu thép trong môi
trường axit Mẫu thép ∆mk =mk -mk, Mẫu thép ∆mc =mc -mc, Z% Mẫu 1 0,066 Mẫu 2 (20%) 0,038 42,42 Mẫu 3 (30%) 0,037 43,94 Mẫu 4 (40%) 0,033 50,00 Mẫu 5 (50%) 0,030 54,54 Mẫu 6 (60%) 0,042 45,45
Từ bảng kết quả trên ta thấy trong môi trường axit hiệu quả ức chế sự ăn mòn kim loại của nước chưng bưởi đối với thép thấp hơn so với môi trường muối. Vì trong môi trường axit kim loại dễ hòa tan hơn so với môi trường muối cho nên khi nước chưng hấp thụ lên bề mặt kim loại, một phần kim loại bị hòa tan trong axit nên lúc này kim loại dễ ăn mòn và dẫn đến hiệu quả bảo vệ không cao.
+Mẫu đồng
Tương tự như mẫu thép ta cũng tiến hành các bước thí nghiệm cho mẫu
đồng. Kết quả được thể hiện ở bảng 3.24.
Bảng 3.24. Ảnh hưởng của tỉ lệ nước chưng -ancol đến mẫu đồng trong môi
trường axit Mẫu đồng ∆mk =mk -mk, Mẫu đồng ∆mc =mc -mc, Z% Mẫu 1 0,047 Mẫu 2 (20%) 0,035 25,53 Mẫu 3 (30%) 0,030 36,17 Mẫu 4 (40%) 0,025 46,80 Mẫu 5 (50%) 0,031 59,57 Mẫu 6 (60%) 0,022 53,19
Từ bảng kết quả 3.24 cho thấy hệ số tác dụng bảo vệ tăng dần theo tỉ lệ nước chưng ancol và ở tỉ lệ nước chưng 50% thì hiệu quả bảo vệ cao nhất. So với điện cực thép thì điện cực đồng khả năng ức chế ăn mòn kim của nó cao hơn. Vì so với thép thì đồng là kim loại không tan trong axit, khi nước chưng hấp thu lên bề mặt kim loại tạo ra lớp màng ngăn cản kim loại với môi trường và hiệu quả bảo vệ sẽ cao hơn.
3.5.2.2. Ảnh hưởng của thời gian ngâm trong hệ nước chưng –ancol
a. Môi trường muối NaCl 3,5%