V tb = mo − mt
3.1.2.2.Ảnh hưởng của nồng độ axit
a) Đối với mẫu thép CT
3.1.2.2.Ảnh hưởng của nồng độ axit
Môi trường HCl 1M là môi trường có thể gặp trong dung dịch tẩy gỉ, làm sạch bề mặt kim loại trong các quá trình gia công bề mặt cho một số quá trình như sơn, mạ, các quá trình này cần có chất ức chế để hạn chế sự mất mát vật liệu. Trong nghiên cứu cũng thường sử dụng nồng độ này để gia tốc quá trình, có thể rút ngắn thời gian nghiên cứu. Để xem xét khả năng ức chếăn mòn trong các dung dịch axit loãng hơn trong thực tế, cao chiết chè nước W(C) được pha trong dung dịch HCl 0,01M thử nghiệm ăn mòn cho thép CT38. Phép đo điện trở phân cực và đường cong phân cực (hình 3.5; 3.6) ghi lại sau 60 phút ổn định mẫu trong dung dịch.
Hình 3.5: Đường cong phân cực dạng log của thép CT38 trong dung dịch HCl 1M có mặt W(C) ở các nồng độ khác nhau 1 – 0,0g/l 2 – 0,1g/l 3 – 0,5g/l 4 – 1,0g/l 5 – 2,0g/l 6 – 5,0g/l
Hình 3.6: Đường cong phân cực dạng log của thép CT38 trong dung dịch HCl 0,01M có mặt W(C) ở các nồng độ khác nhau 1 – 0,0g/l’ 2 – 0,5g/l 3 – 1,0g/l’ 4 – 2,0g/l
5 – 5,0g/l 6 – 10,0g/l
Từ hình 3.5 cho thấy: đường cong phân cực dạng log trong dung dịch HCl 1M không có mặt cao chiết chè trong nước W(C) (đường nền) có mật độ dòng các nhánh Tafel anot và catot thép CT38 đều lớn chứng tỏ quá trình ăn mòn mạnh. Khi có mặt cao chiết chè trong nước W(C) thì mật độ dòng anot và catot
đều giảm rõ rệt so với trên đường nền, mặt độ dòng anot và catot đều giảm dần khi nồng độ cao chiết tăng dần; thế ăn mòn thì gần như không thay đổi so với khi không có cao chiết. Như vậy, trong dung dịch HCl 1M thì cao chiết chè nước W(C) là chất ức chế hỗn hợp.
Từ hình 3.6 cho thấy, đường cong phân cực dạng log trong dung dịch HCl 0,01M không có mặt cao chiết chè nước W(C) (đường nền) có mật độ dòng các nhánh Tafel anot và catot thép CT38 khá lớn chứng tỏ quá trình ăn mòn mạnh, khi có mặt cao chiết chè nước W(C) nồng độ ≤ 1g/l, chỉ có mật độ dòng anot giảm còn mật độ dòng catot gần như không thay đổi so với khi không có mặt cao chiết, ở các nồng độ cao chiết lớn hơn, mật độ dòng catot giảm dần một cách rõ rệt khi nồng độ cao chiết tăng trong khi mật độ dòng anot giảm so với đường nền nhưng lại gần như không thay đổi khi nồng độ cao chiết thay đổi, thế ăn mòn dịch chuyển ít quanh giá trị thế mạch hở, có xu hướng lệch về phía dương khi nồng độ cao chiết tăng. Như vậy, nồng độ cao chiết chè nước W(C) khác nhau ức chế phản ứng anot thép CT38 trong HCl 0,01M như nhau, khả năng ức chế phản ứng catot tăng khi nồng độ cao chiết chè nước W(C) tăng. Kết quả này cho thấy, nồng độ axit có ảnh hưởng lớn đến cơ chế hoạt động và khả năng ức chếăn mòn thép CT38 của cao chiết chè nước W(C).
Kết quả tính toán các đặc trưng quá trình ăn mòn CT38 trong các dung dịch HCl từ phép đo điện trở phân cực thể hiện trong bảng 3.4. Hiệu quảức chế ăn mòn của các cao chiết được tính toán theo công thức 3.5 thể hiện trên đồ thị
hình 3.7.
Bảng 3.4: Các đặc trưng quá trình ăn mòn thép CT38 trong môi trường HCl 0,01M có mặt cao chiết W(C) ở các nồng độ khác nhau.
Nền CW(C) (g/l) Eam (V) RP (Ω) vx10 (mm/năm) HR (%) HCl 0,01M 0,0 -0,574 204,83 3,27 0,1 -0,542 270,92 2,47 24,39 0,5 -0,545 367,84 1,82 44,32 1,0 -0,548 424,43 1,59 51,74 2,0 -0,544 517,22 1,32 60,40 5,0 -0,566 614,24 1,09 66,79 10,0 -0,579 764,29 0,88 73,09
nồng độ khác nhau theo nồng độ cao chiết.
Kết hợp bảng 3.4 và bảng 3.2 cho thấy:
- Trong cả hai dung dịch axit, khi nồng độ cao chiết chè trong nước W(C) tăng, điện trở phân cực quá trình điện cực thép CT38 đều tăng ứng với tốc độ ăn mòn giảm dần, hiệu quảức chếăn mòn của cao chiết tăng theo nồng độ. Trong dung dịch HCl 1M, sự tăng hiệu quả rõ rệt ở nồng độ cao chiết 0,1g/l đến 1g/l còn trong dung dịch HCl 0,01M thì sự tăng hiệu quả rõ nét ở nồng độ cao chiết từ 0,1g/l đến 2,0g/l, sau đó nồng độ cao chiết tăng nhưng hiệu quả ức chế ăn mòn tăng không đáng kể. Điều đó chứng tỏ ở nồng độ cao chiết nhỏ, khả năng
ức chế ăn mòn tăng theo nồng độ nhưng đến một giới hạn nào đó (1,0g/l trong dung dịch HCl 1M; 2,0g/l trong dung dịch HCl 0,01M) thì khả năng ức chế không tăng nữa, đây gọi là khoảng nồng độ tới hạn.
- Trong dung dịch HCl 0,01M, tốc độ ăn mòn của thép CT38 giảm so với trong dung dịch HCl 1M. Các giá trị tương ứng trong hai dung dịch axit thì dung dịch loãng hơn có tốc độăn mòn nhỏ hơn, nhưng hiệu quảức chếăn mòn trong dung dịch axit đặc hơn cao hơn. Yếu tố này là do ảnh hưởng của nồng độ axit, có thể axit đặc hơn đã hoạt hóa các chất ức chếăn mòn mạnh hơn mà làm chúng có khả năng ức chế ăn mòn tốt hơn Đây là một giả thiết mà các nghiên cứu [62- 63] đã đề cập đến. Nhưng kết quả này có nguyên nhân cơ bản hơn là do khi nồng
độ axit tăng thì nồng độ tác nhân ăn mòn tăng, điều này làm cho mẫu bịăn mòn mạnh hơn, kể cả khi có cao chiết (bảng số liệu 3.4 so với 3.3) nhưng cao chiết W(C) vẫn duy trì khả năng bảo vệ, vì vậy mà hiệu quảức chế ăn mòn cao hơn, chứ không phải làm tốc độăn mòn trong môi trường axit đặc hơn (có mặt chất
ức chế) có thể thấp hơn trong môi trường axit loãng hơn (có mặt chất ức chế).