MỤC LỤC
Trang
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
3.3.2. Kết quả xác định phổ cộng hưởng từ proton (
1
H-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
CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT MO : Obitan phân tử
IR : Phổ hồng ngoại
MS : Phổ khối lượng DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1
Hình ảnh minh họa sự ăn mòn kim loại
Hình 1.2
Mô hình hấp phụ của các hiđrazon trên bề mặt kim loại
Hình 2.1
Sơ đồ thiết bị đo tốc độ ăn mòn theo phương pháp tổn hao
khối lượng
Hình 2.2
Sơ đồ cấu tạo của điện cực nghiên cứu
Hình 2.3
Sơ đồ thiết bị đo ăn mòn theo phương pháp điện hoá
Hình 2.4
Giao diện của phần mềm đo ăn mòn theo phương pháp
điện hoá
Hình 3.1
Đồ thị m = f(t) trong trường hợp không có chất ức chế
Hình 3.2
Đồ thị m = f(t) trong trường hợp có chất ức chế CI.1
Hình 3.3
Đồ thị m = f(t) trong trường hợp có chất ức chế CI.2
Hình 3.4
Đồ thị m = f(t) trong trường hợp có chất ức chế CI.3
Hình 3.5
Đồ thị m = f(t) trong trường hợp có chất ức chế CI.4
Hình 3.21
Đồ thị m = f(t) trong trường hợp có chất ức chế CI.20
Hình 3.22
Đồ thị m = f(t) trong trường hợp có chất ức chế CI.21
Hình 3.23
Đồ thị m = f(t) trong trường hợp có chất ức chế CI.22
Hình 3.24
Đồ thị m = f(t) trong trường hợp có chất ức chế CI.23
Hình 3.25
Đồ thị m = f(t) trong trường hợp có chất ức chế CI.24
Hình 3.26
Đồ thị m = f(t) trong trường hợp có chất ức chế CI.25
Hình 3.27
Hiệu quả ức bảo vệ ăn mòn Cu của các hiđrazon trong dung
dịch HNO
3
3M theo phương pháp tổn hao khối lượng
Hình 3.28
Đường cong phân cực dạng Tafel của Cu trong dung dịch
HNO
3
3M
Hình 3.29
Đường cong phân cực dạng Tafel của Cu khi có mặt chất ức
chế CI.7 trong dung dịch HNO
3
3M đại diện cho các chất
nghiên cứu theo phương pháp điện hoá
Hình 3.30
Hiệu quả bảo vệ ăn mòn Cu của các hiđrazon trong dung
trình (26)
Hình 3.35
Đồ thị biểu diễn sự tương quan giữa P
TN
và P
LT
theo phương
trình (27)
Hình 3.36
Đồ thị biểu diễn sự tương quan giữa P
TN
và P
LT
theo phương
trình (28)
Hình 3.37
Đồ thị biểu diễn sự tương quan giữa P
TN
và P
LT
theo phương
trình (29)
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1
Các hiđrazon được định hướng tổng hợp cho nghiên cứu
Bảng 2.2
Thành phần hoá học của đồng M1
Bảng 3.1
Kết quả đo ức chế ăn mòn đồng của các chất ức chế trong
dung dịch HNO
3
3M theo phương pháp điện hoá
Bảng 3.10
Các số liệu thông số lượng tử và hiệu quả bảo vệ của
10 hiđrazon thực hiện phép hồi qui đa biến
Bảng 3.11
So sánh giữa P
TN
và P
LT
theo phương trình hồi qui (23)
Bảng 3.12
So sánh giữa P
TN
và P
LT
theo phương trình hồi qui (24)
Bảng 3.13
So sánh giữa P
TN
và P
LT
theo phương trình hồi qui (25)
Bảng 3.14
So sánh giữa P
TN
và P
LT
lượng của sản phẩm cao gấp 1,5 đến 2 lần lượng thiệt hại do kim loại bị ăn
mòn về khối lượng.
Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới ẩm, bờ biển dài, là môi trường
thuận lợi cho kim loại bị ăn mòn. Với tốc độ phát triển của nền kinh tế quốc
dân, nước ta sử dụng kim loại ngày càng nhiều, việc bảo vệ kim loại, chống
ăn mòn là nhiệm vụ cấp bách đặt ra cho các nhà khoa học.
Vấn đề chống ăn mòn kim loại đã được nhiều nhà khoa học quan tâm
nghiên cứu. Nhiều phương pháp bảo vệ chống ăn mòn kim loại đã được
nghiên cứu áp dụng có hiệu quả. Phương pháp sử dụng chất ức chế ăn mòn
được áp dụng sớm và phổ biến [14,30], trong một số trường hợp còn là
phương pháp duy nhất. Việc sử dụng chất ức chế nhằm hấp phụ lên bề mặt
kim loại để tách kim loại khỏi môi trường ăn mòn hoặc tạo cho kim loại ở
trạng thái bảo vệ catot hoặc anot. Các công trình nghiên cứu về các chất ức
chế từ các hợp chất hữu cơ như các bazơ azometin, aminoxeton, amin, các
muối nitrobenzoatamin,…[1,4,18,19,33,45,98,99,…] đã khẳng định hiệu quả
bảo vệ chống ăn mòn của các chất ức chế này. Tuy nhiên để tìm ra được
những hợp chất ức chế tốt ứng dụng có hiệu quả trong việc bảo vệ chống ăn
mòn kim loại còn tuỳ thuộc vào sự nghiên cứu và phát triển lí thuyết về cơ
2
chế tác động của chúng. Qua các tài liệu tham khảo [38,40,42,43,44,101] và
quá trình nghiên cứu chúng tôi thấy các dẫn xuất loại axetophenon benzoyl
hiđrazon là những chất có khả năng ức chế ăn mòn kim loại tốt có thể đáp ứng
được những yêu cầu sử dụng trong thực tế.
Để tiết kiệm thời gian và chi phí về kinh tế mà vẫn có thể tìm được các
hợp chất ức chế tốt, phù hợp với mục đích sử dụng chúng tôi chọn đề tài:
‘’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”.
Trong bản luận án này chúng tôi thực hiện những nội dung sau:
1. Bằng phương pháp tính lượng tử gần đúng nghiên cứu mối tương
dùng để nghiên cứu cấu trúc và các tính chất của phân tử đều dựa trên cơ sở
của thuyết MO [25].
1.1.1. Cơ sở của phương pháp MO [8,23,25]
Thuyết obitan phân tử là công trình của nhiều tác giả như: Mulliken,
Hund, Hückel, Heisenberg, Lenard, John, Coulson,… Phương pháp xác định
các MO theo thuyết MO là tổ hợp tuyến tính các AO (chủ yếu là các AO hoá
trị) của các nguyên tử tạo ra phân tử:
i
ii
c
(1)
Trong đó:
: Hàm MO thứ
i
c
: Hệ số tổ hợp tuyến tính
i
: Obitan nguyên tử thứ i
Với n là hạt nhân; e là các electron;
bneen
UUUU ,,,
lần lượt là thế năng
tương tác giữa các hạt nhân, giữa các electron, giữa hạt nhân và electron và
thế năng bổ chính biểu thị các tương tác phụ khác;
E
là năng lượng toàn
phần của phân tử.
- Trong sự gần đúng Born- Oppenheirmer có thể coi các hạt nhân đứng
yên, khi đó chỉ xét phần electron và phương trình Schröedinger có dạng:
ψψ E H
^
(5)
Ở đây
^
H
: Toán tử Hamilton của các electron; : Hàm sóng mô tả trạng
thái vỏ electron của hệ lượng tử (nguyên tử, phân tử); E: Năng lượng của hệ ở
trạng thái .
- Dựa vào nguyên lí biến phân ta có thể xác định được các mức năng
lượng MO (E) cũng như các hàm MO (). Năng lượng của hệ được tính bằng
công thức:
dd
dd
E
H
(8)
Trong đó
H
là toán tử Hamilton có dạng sau:
i j
ij
i
r
e
2
i
HH
(9)
Thay (7), (9) vào (8) và biến đổi ra thu được phương trình Hartree-Fock:
iV
r
Z
iF
HF
M
A
iA
A
i
(11)
Trong đó V
HF
(i) là thế năng trung bình kinh nghiệm của electron thứ i
khi có mặt các electron khác (i có ý nghĩa khác với kí hiệu hàm sóng ở trên).
Phương pháp SCF của Hartree-Fock chỉ giải quyết một cách gần đúng
các bài toán về nguyên tử, vì thời đó hệ thống kĩ thuật máy tính chưa đủ mạnh
để tính các tích phân dạng:
d
(12)
Trong đó: Obitan thành phần
là hàm của tọa độ,
;
!2
2
)(
1
21
12
(14)
Trong đó: Z là số điện tích hạt nhân; S là hằng số chắn; k chỉ tâm của
hệ tọa độ cầu; l, m là các số lượng tử obitan và số lượng từ obitan tương ứng;
là số mũ.
1.1.2.2. Phương pháp Roothaan
Để giải quyết các bài toán phân tử, Roothaan đã phát triển thuyết SCF
của Hartree-Fock và đưa ra những quan điểm chính sau:
- Hàm sóng MO phải là tổ hợp tuyến tính của các obitan
i
dưới
dạng sau:
i
ii
c
(15)
2
2
2
H
(16)
Ngoài ra Hartree-Fock còn dùng toán tử
i
HH
.
Trong đó
i
H
là toán tử đơn electron có dạng:
m
lm
m
i
i
r
eZ
m
2
KJE 2
(20)
Trong các hệ thức trên:
E
là tổng động năng của electron trên obitan
; J
, K
là các tích phân Culong và tích phân trao đổi đa tâm tương ứng,
F
ij
là phần tử ma trận Fock được biểu diễn thông qua các tích phân đa tâm.
Các phương trình (18), (19), (20) là cơ sở cho các phương pháp bán
kinh nghiệm sau này.
1.1.3. Sơ lược về các phương pháp tính lượng tử gần đúng
Các phương pháp gần đúng được xây dựng chủ yếu dựa trên phương
trình Roothaan. Các phương pháp này đều tập trung giải quyết vấn đề thế
năng tương tác giữa các electron với nhau dựa vào việc giải gần đúng các
phương trình chứa tích phân Culong và các tích phân xen phủ giữa các
electron.
Các phương pháp tính gần đúng hiện nay bao gồm các phương pháp
không kinh nghiệm ab-initio và các phương pháp bán kinh nghiệm sử dụng
các tham số thực nghiệm : AM1, PM3, MINDO, ZINDO,
1.1.3.1. Phương pháp không kinh nghiệm ab-initio [25,64]
để tính toán năng lượng, không dùng để tối ưu hóa hình học hay tính toán các
thông số nhiệt động phân tử. Kết quả của phương pháp này cho ta một sự mô
tả các obitan phân tử ở mức định tính và bán định lượng, các tính chất như
điện tích định cư và sự phân bố spin. Với phương pháp này kết quả đã khả dĩ
hơn nhưng vẫn dừng ở mức gần đúng thô.
b. Phương pháp CNDO (Complete Neglect of Differential Overlap)
Đây là phương pháp bán kinh nghiệm đơn giản tính theo giải thuật
trường tự hợp. Nó được dùng để tính toán các tính chất của electron ở trạng
thái cơ bản, đối với cả hệ vỏ mở và hệ vỏ đóng, tối ưu hóa hình học và tổng
năng lượng, lớp vỏ trong được coi là một phần của lớp lõi và gộp tương tác
đẩy của lớp này vào tương tác của hạt nhân với electron. Phương pháp CNDO
9
cho ra đời hai phiên bản CNDO/1 và CNDO/2. Phương pháp này được áp
dụng trên những nguyên tố sau: H, He, Li, Be, B, C, N, O, F, Ne, Na, Mg, Al,
Si, P, Ar, Ge, As, Se, Br.
c. Phương pháp INDO (Intermediate Neglect of Differential Overlap)
Phương pháp này là phương pháp bán kinh nghiệm do Pople,
Beveridge và Dobosh đưa ra năm 1967. Trong tính toán, phương pháp gián
tiếp bỏ qua các vi phân xen phủ. Phương pháp INDO chủ yếu dùng để nghiên
cứu cấu tạo electron và mật độ spin của các phân tử thuận từ có electron độc
thân, nó khắc phục được nhược điểm của phương pháp CNDO là không phân
biệt được tương tác giữa hai electron có spin song song với tương tác giữa hai
electron có spin đối song. Về phương diện lí thuyết phương pháp INDO hoàn
thiện hơn phương pháp CNDO/2, vì nó chỉ bỏ qua một số ít hơn các tích phân
đẩy. Phương pháp INDO được áp dụng để tính toán các tính chất của electron
trong các hệ vỏ đóng và vỏ mở, tối ưu hóa hình học và năng lượng tổng.
Phương pháp này được áp dụng trên những nguyên tố tương tự như ở
phương pháp CNDO.
d. Phương pháp MINDO (Modified Intermediate Negelect of Differential
Phương pháp AM1 được áp dụng trên những nguyên tố sau: H, Li, Be,
B, C, N, O, F, Al, Si, P, S, Cl, Zn, Ge, Br, I.
f. Phương pháp PM3 (Parametric model 3)
Phương pháp PM3 có bản chất của AM1 với tất cả các tham số đã được tối
ưu hóa đầy đủ. Về ý nghĩa của nó có một tập tham số tốt nhất cho tập dữ liệu thực
nghiệm đã cho. Tuy vậy, quá trình tối ưu hoá vẫn đòi hỏi sự can thiệp của con
người trong sự lựa chọn dữ liệu thực nghiệm sao cho các yếu tố đưa vào thích hợp
hơn cho mỗi tập dữ liệu. Phương pháp PM3 áp dụng cho nhiều nguyên tố thuộc
nhóm chính, ngoại trừ các kim loại chuyển tiếp.
11
Phương pháp này được áp dụng trên những nguyên tố sau: H, Be, C, N, O,
F, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Zn, Ga, Ge, As, Se, Br, Cd, In, Sn, Sb, Te, I.
g. Phương pháp ZINDO/1và ZINDO/S
Đây là hai phương pháp cải tiến của phương pháp INDO do Zerner đưa
ra có tính đến tương tác nội phân tử.
Phương pháp ZINDO/1 là phương pháp sử dụng có hiệu quả khi xác
định cấu trúc và tính toán năng lượng đối với những phân tử có chứa các kim
loại chuyển tiếp nhóm thứ nhất hoặc thứ hai. Phương pháp ZINDO/1 được áp
dụng trên những nguyên tố sau: H, Li, Be, C, N, O, F, Na, Mg, Al, Si, P, S,
Cl, Ca, Se, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn,Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rb, Pd,
Ag, Cd.
Phương pháp ZINDO/S được tham số hóa nhằm mục đích tính toán lại
phổ (phổ electron, tử ngoại, khả kiến), không dùng phương pháp này để tối ưu
hóa cấu hình và chỉ áp dụng trên các phân tử đã được tối ưu hóa bằng các
phương pháp khác. Phương pháp ZINDO/S được áp dụng trên nhưng nguyên
tố sau: H, Mg, Se, C, O, N, F, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn.
1.1.4. Cách lựa chọn các phương pháp gần đúng
Việc lựa chọn phương pháp gần đúng thích hợp để khảo sát cho một
đối tượng nào đó là rất quan trọng. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác
M M
n+
+ ne Hình 1.1. Hình ảnh minh họa sự
ăn mòn kim loại
Căn cứ vào môi trường và cơ chế của sự ăn mòn kim loại, người ta
phân ra làm hai loại chính là ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá.
- Ăn mòn hoá học: Là quá trình phá huỷ kim loại do kim loại phản ứng
hoá học trực tiếp với chất khí hoặc hơi nước ở nhiệt độ cao. Đặc điểm của ăn
mòn hoá học là không phát sinh dòng điện và ở nhiệt độ càng cao tốc độ ăn
mòn càng mạnh.
13
- Ăn mòn điện hoá: Là quá trình phá huỷ kim loại do phản ứng oxi hoá
khử xảy ra trên bề mặt kim loại khi kim loại tiếp xúc với dung dịch chất điện
li và tạo nên dòng điện. Ăn mòn điện hoá xảy ra trong môi trường dẫn điện:
axit, bazơ, nước biển, không khí…, luôn gắn với sự hình thành các vi pin
đoản mạch. Quá trình ăn mòn này làm xuất hiện dòng electron chuyển động
trong kim loại và dòng ion chuyển động trong dung dịch chất điện li theo
hướng từ vùng điện cực này sang vùng điện cực khác, do đó phát sinh dòng
điện. Đây là loại ăn mòn phổ biến và nghiêm trọng nhất trong tự nhiên.
1.2.2. Ăn mòn kim loại trong dung dịch axit
Khi nhúng một kim loại M vào trong dung dịch axit, tại một thời điểm
nhất định, có một thế được gọi là thế ăn mòn (U
ăm
), thể hiện các phản ứng
điện hoá diễn ra trên bề mặt điện cực [15,30,75]:
- Phản ứng anot tương ứng với sự oxi hoá kim loại M:
M M
n+
+ ne
1.2.3.2. Bảo vệ bề mặt vật liệu kim loại bằng các chất phủ
Kim loại cần được bảo vệ được phủ lên bề mặt các lớp mạ như niken,
crom, thiếc, kẽm, Những chất phủ không phải là kim loại thường là vecni,
sơn, men, nhựa. Các chất phủ được tạo bằng cách xử lý hoá học hoặc điện hoá
chủ yếu là các màng oxit hoặc muối bảo vệ. Ví dụ: sự oxi hoá nhôm tạo ra
nhôm oxit bền, sự phot phat hoá các vật phẩm bằng thép tạo ra màng phot
phat bảo vệ. Ưu điểm của phương pháp này ngoài việc bảo vệ vật liệu khỏi bị
ăn mòn còn có tác dụng trang trí làm tăng vẻ đẹp cho vật bảo vệ.
1.2.3.3. Bảo vệ điện hoá chống ăn mòn kim loại
Nguyên tắc của phương pháp này là dịch chuyển thế về phía âm nằm
trong miền thế loại trừ ăn mòn nhờ phương pháp phân cực bởi dòng ngoài
hoặc tự phân cực của sự khép kín pin ăn mòn. Ngoài ra, có thể tạo lớp thụ
động trên mặt kim loại bằng sự phân cực anot. Dựa vào nguyên tắc trên người
ta phân làm 2 loại bảo vệ điện hoá: bảo vệ catot và bảo vệ anot.
a. Bảo vệ catot:
- Bảo vệ catot bằng dòng ngoài: dịch chuyển thế ăn mòn về phía âm
kéo theo sự giảm dòng ăn mòn đến giá trị nhỏ nhất.
- Bảo vệ catot bằng anot hy sinh: Nối kim loại cần bảo vệ với kim loại
khác có điện thế âm hơn và thế kim loại cần bảo vệ được dịch chuyển về phía
âm kéo theo sự giảm tốc độ ăn mòn.
Phương pháp bảo vệ catot được áp dụng để bảo vệ các đường ống dẫn
xăng dầu, vỏ tàu biển, các giàn khoan,…
15
b. Bảo vệ anot:
Phân cực anot để đưa kim loại vào trạng thái thụ động chỉ cần dòng điện
nhỏ, tiêu hao ít năng lượng. Bảo vệ anot được áp dụng bảo vệ cho các két
nước, thùng kim loại chứa axit.
1.2.3.4. Xử lí môi trường ăn mòn
Phương pháp xử lí môi trường thuận tiện cho những trường hợp khi vật
cũng có nhiều cách phân loại khác nhau. Về cơ bản các chất ức chế có thể
được phân loại như sau:
16
- Theo cơ chế điện hoá: Chất ức chế catot, chất ức chế anot, chất ức chế
hỗn hợp cả anot và catot.
- Theo bản chất hoá học: Chất ức chế vô cơ, chất ức chế hữu cơ, chất
ức chế gây thụ động hoá, chất ức chế dạng kết tủa.
- Theo môi trường ăn mòn: Chất ức chế trong môi trường axit, bazơ,
trung tính, khí quyển hoặc có thể chia thành dạng chất ức chế tiếp xúc và chất
ức chế bay hơi.
- Theo đối tượng bảo vệ: Chất ức chế cho kim loại đen, kim loại màu
hoặc cho cả kim loại đen và kim loại màu.
- Theo lĩnh vực ứng dụng: Chất ức chế trong tẩy gỉ axit, chất ức chế
dùng làm chất phụ gia trong dầu, trong bảo quản trang thiết bị,
1.3.2. Cấu trúc phân tử của chất ức chế hữu cơ [42,95,103]
Phần lớn các hợp chất hữu cơ dạng thơm hoặc cao phân tử có chứa các
nguyên tố N, O, S thường được sử dụng ức chế ăn mòn kim loại trong môi
trường axit. Hiệu quả bảo vệ của các chất ức chế này phụ thuộc vào kích
thước phân tử, bề mặt kim loại, cấu trúc và nhóm chức năng ức chế, hiệu ứng
không gian, số trung tâm hút bám, liên kết cho nhận giữa các trung tâm có
mật độ điện tích lớn (N, O, S) với các obitan trống của kim loại, Ngoài ra ,
nhiệt độ và áp suất trong hệ thống cũng là những yếu tố ảnh hưởng đến khả
năng ức chế ăn mòn của các hợp chất hữu cơ.
Cấu trúc phân tử của các chất ức chế ăn mòn hữu cơ thường được chia
thành 2 phần: Phần không phân cực (kị nước) tương đối lớn về thể tích, chủ
yếu cấu trúc bởi C và H; Phần phân cực (ưa nước) chứa các nhóm chức như:
-NH
2
, -OH , -SH, -COOH, chính các nhóm chức này đính trực tiếp lên bề
nhiệm vụ là làm giảm sự tấn công vào bề mặt kim loại mà không làm ảnh
hưởng đến tốc độ hoà tan gỉ bám trên nền kim loại.
18
Tương tự như trong tẩy gỉ axit, người ta cũng dùng dung dịch axit kết
hợp với các chất ức chế để tẩy cặn bám của các hệ thống ống dẫn hơi và nồi
hơi hoặc hệ thống làm mát của các trang thiết bị.
Các chất ức chế được dùng rộng rãi trong khai thác dầu và khí, trong
tận thu dầu mỏ, trong lọc dầu, trong vận chuyển và cất giữ dầu mỏ và làm phụ
gia ức chế ăn mòn trong dầu bảo quản. Chất ức chế được sử dụng trong lĩnh
vực này thường là chất ức chế hữu cơ dạng tạo màng.
Ngoài ra, các chất ức chế còn được dùng để chế tạo các loại vữa bêtông
có tác dụng chống ăn mòn cốt thép, các chất ức chế bay hơi được dùng bảo
quản đường ống dẫn dầu, các trang thiết bị kỹ thuật quân sự chống lại sự ăn
mòn của khí quyển.
1.3.5. Hiđrazon- Chất ức chế ăn mòn kim loại có hiệu quả
Nhiều công trình nghiên cứu gần đây [38,40,42,43,44,101] cho thấy các
dẫn xuất loại axetophenon benzoyl hiđrazon ( gọi chung là hiđrazon) là những
hợp chất hữu cơ có khả năng ức chế ăn mòn kim loại tốt cho cả kim loại đen
và kim loại màu trong các môi trường axit như HCl, H
2
SO
4
, HNO
3
, H
3
PO
4
,