Лекарственные растения ингибиторы коррозии

Список секций
Химия
ВЛИЯНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ИНГИБИТОРОВ НА ПРОЦЕСС РЖАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

ВЛИЯНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ИНГИБИТОРОВ НА ПРОЦЕСС РЖАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Цель научной работы: Определить некоторые растения, которые наиболее эффективно действуют на ржавчину.

Методы проведенных исследований: теоретический, экспериментальный, анализ. Основные результаты исследования: 1. Приготовленные вытяжки травильной смеси из растений подтвердили свою эффективность в качестве ингибиторов.

2. Процесс удаления ржавчины в домашних условиях занимает 1-2 дня и зависит от размера предметов и вида растений.

3. Наиболее и быстро удаляет ржавчину с гвоздей и болтов, ингибитор, изготовленный из листьев томата (30 мин.). К эффективным средствам можно отнести и ингибиторы, полученные из листьев картофеля и чистотела (40 мин.). Ингибитор более низкого качества является – ингибитор, полученный из крапивы (90 мин.).

Содержание

Введение_______________________________________________________ 5 -6

Основная часть__________________________________________________ 7

Экспериментальные исследования__________________________________ 8 -10

Список информационных источников______________________________ 13

Введение

Актуальность

Из журнала «Полезные советы»[5] мы узнали, что ржавчина наносит огромный ущерб. Как указывает Л.Ю. Аликберова в книге «Занимательная химия»[1] — почти четверть железа, ежегодно выплавляемого в мире, всего заменяет лишь то, что превратилось в ржавчину.В своей статье М.А. Луговая , отмечает, что в случае с металлами, говоря об их коррозии, имеют в виду нежелательный процесс взаимодействия металла со средой.[2] Авторы: Филонова В.А., Фроловичева Е.А., Шеина В.В., Френкель Е.Н. в своей статье на сайте http:www.scienceforum.ru/2015[8] отметили, что необходимость осуществления мероприятий по защите от коррозии диктуется тем обстоятельством и что потери от коррозии приносят чрезвычайно большой ущерб. Полученные нами ингибиторы помогут людям в сохранении изделий из сплавов железа в домашних условиях, так как производственные ингибиторы очень дорогие и небезопасные. Оказывается, растения содержат органические вещества, способные защищать металл от ржавчины, поэтому дешёвые вещества – ингибиторы можно получить из растений которые будут замедлять процесс ржавления.

Проблема:

Из сайта www.termal.spb.ru в статье « Коррозия и ее последствия» [9] мы узнали, что Мировые ресурсы металла ограничены, а потери металла в результате коррозии ведут, кроме того, к дополнительным затратам предпринимателя. Затраты на возмещение коррозионных потерь в мире исчисляются миллиардами долларов в год.

Подсчитано, что применение соли для борьбы с обледенением дорог и мостов приводит к прямым коррозионным потерям на сумму около 2 млрд. долларов в год в связи с коррозией автомобильных двигателей и около 0,5 млн. долларов в год на дополнительный ремонт дорог и мостов.

Общая сумма прямых коррозионных потерь по минимальной оценке составляет 4,2 % валового национального продукта. Подсчитано, что около 15 % этих потерь можно избежать, своевременно используя постоянно совершенствуемые средства противокоррозионной защиты.

В журнале «Сад и огород»[6] мы установили, что и железо, и даже сталь во влажном воздухе постепенно покрываются буро-коричневой рыхлой пленкой ржавчины — подвергаются коррозии. Порой совершенно новая вещь, забытая под открытым небом или оставленная на зиму на даче, покрывается бурой коростой, и со временем железный предмет разрушается полностью. Ежегодно от ржавчины «погибает» большое количество изделий из металла, что наносит огромный ущерб потребителям. Если бы потребители знали о растительных ингибиторах, то они могли бы сохранить многие изделия из металла. А значение коррозионных исследований определяется тремя аспектами:

Первый из них — экономический — имеет целью уменьшение материальных потерь в результате коррозии бытовых предметов и т. д.

Второй аспект – повышение надежности оборудования, которое в результате коррозии может разрушаться с катастрофическими последствиями.

Третьим аспектом – является сохранность металлического фонда.

Изучив интернет – источники и литературные мы узнали, что существуют растительные ингибиторы, которые могут замедлять процесс ржавления. Мы решили получить ингибиторы из некоторых растений.

Объект исследования: ржавчина.

Предмет исследования: влияние ингибиторов на ржавчину .

Цель: Определить некоторые растения, которые наиболее эффективно действуют на ржавчину.

Задачи:

1. Изучить и проанализировать информационный материал по данной теме;

2. Изучить методику по получению вытяжки из растений;

3. Апробировать растительные ингибиторы на предметах с ржавчиной;

4. Разработать буклет с рекомендациями.

Гипотеза:

Если растительные ингибиторы замедляют процесс ржавления, то на основе эксперимента мы постараемся подтвердить это.

Новизна заключается в том, что в своих исследованиях мы использовали растения, которые раньше не использовались, как источники ингибиторов.

Методы исследований

1.Теоретический (анализ источников )

Основная часть

Из книги Л.А. Савиной «Я познаю мир» [4] мы узнали, что проблема защиты металлов от разрушения (коррозии) возникла почти в самом начале их использования. Из сайта rmnt.ru›story/metal/ 225345.htm в статье «Коррозия металла — причины возникновения и методы» [10] мы установили, что человечеством за тысячи лет испробованы многие способы защиты металлических изделий от химической коррозии. Некоторые из них, применяются по сей день: покрытие жиром или маслом, другими металлами, коррозирующими в меньшей степени. Самый древний метод, которому уже более 2 тыс. лет — лужение (покрытие оловом).

В журнале «Полезные советы»[5] отмечено, что есть растения, которые содержат органические вещества, способные защищать металл от ржавчины. Это целый комплекс соединений: полисахариды, слизистые и дубильные вещества, белки, алкалоиды. Из статьи: О. Ольгин. «Опыты без взрывов» [3] мы установили, чтоиз стеблей, коры, плодов и листьев получают не только красители, но и десятки других полезных веществ. Как ни удивительно, растения содержат и такие органические соединения, которые способны предохранить металл от коррозии. Представьте себе, что громоздкую стальную деталь необходимо очистить от ржавчины. Не тереть же ее наждачной шкуркой. Значит, нужен химический способ, например, травление кислотой. Но если опустить деталь в раствор какой-либо кислоты, удаляющей ржавчину, то неизбежно растворится и часть металла — как его убережешь от контакта с кислотой? Ответ ясен: нужен раствор, который удалял бы ржавчину, но не трогал самого металла. Такие травильные растворы давно уже применяют на практике. Помимо кислоты, в них входит еще одна важная добавка — ингибитор коррозии. Это такое вещество, которое резко замедляет растворение металла, но почти не мешает растворяться его оксидам и гидроксидам, т. е. продуктам коррозии.

Экспериментальная часть

Методика приготовления травильной смеси

Изучив статьи из журнала «Сделай сам» [7] и книги «Опыты без взрывов» [3] о способах борьбы с коррозией мы установили, чтобы очистить предмет от ржавчины, требуется раствор, который оставляет нетронутым металл, но удаляет саму ржавчину. Это травильная смесь, в состав которой входит кислота и ингибитор коррозии. Вот этот-то ингибитор мы будем извлекать из растений. В своих исследованиях мы использовали листья и стебли картофеля и помидоров, чистотела и крапивы.

1.Измельчили растения ножом и залили раствором соляной кислоты слабой концентрации ( не больше 5%). Чтобы произошел процесс экстракции, оставили эту смесь в закрытой посуде на неделю.

2.Если вам нужно удалить большое количество ржавчины, приготовьте такой раствор: 5 частей экстракта на 40 частей соляной кислоты и 75мл – воды. Если ржавчины немного, достаточно 10 частей экстракта, 20 частей кислоты и 75-100 мл воды. Для своих исследований мы брали второй вариант приготовления раствора.

3.Погрузили заржавевшие детали в полученную жидкость и наблюдали за изменениями.

Опыт №1. Болты, покрытые ржавчиной, мы поместили в травильные смеси. Действие травильных смесей из ботвы картофеля, томата, чистотела и крапивы началось через 30-60 секунд (выделение пузырьков газа).

Болты до обработки травильными смесями

Болты после суточной обработки травильными смесями

Результаты отражены в таблице 1.

Опыт №2. Гвозди, покрытые ржавчиной, мы поместили в травильные смеси. Действие травильных смесей из ботвы картофеля, томата, чистотела и крапивы началось через 30-60 секунд (выделение пузырьков газа).

Удаление ржавчины с гвоздей – до обработки

Удаление ржавчины с гвоздей – после обработки

Гвозди после обработки травильным раствором из картофеля, томата, чистотела, крапивы.

Источник

РАСТИТЕЛЬНЫЕ ОТХОДЫ В КАЧЕСТВЕ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ Жаксыбаева А.Г.

Кокшетауский государственный университет им. Ш. Уалиханова

ISSN (печатный вариант): 2073-0071

Ключевые слова

коррозия, ингибиторы, отходы, corrosion, inhibitors, waste

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Ваш браузер не поддерживает фреймы

Аннотация к статье

В статье исследуется процессы коррозии и методы борьбы с ними, путем применения ингибиторов, а именно применение растительных отходов в качестве ингибиторов коррозии.

Текст научной статьи

Почти в каждой стране мира остро стоит проблема накопления большого количества растительных отходов, каждый год их количество превышает несколько тонн. Основная доля отходов либо попадает в сточные воды, либо вывозится как мусор [1,2]. Таким образом, можно сказать, что утилизация растительных отходов в данный момент является проблемой. Коррозия же приводит ежегодно к миллиардным убыткам, и решение этой проблемы является важной задачей. Основной ущерб, причиняемый коррозией, заключается не в потере металла как такового, а в огромной стоимости изделий, разрушаемых коррозией. Вот почему ежегодные потери от неё в промышленно развитых странах столь велики. Истинные убытки от неё нельзя определить, оценив только прямые потери, к которым относятся стоимость разрушившейся конструкции, стоимость замены оборудования, затраты на мероприятия по защите от коррозии. Следовательно, необходим поиск нового и более дешевого продукта, в качестве ингибитора коррозии [3]. Именно поэтому использование растительных отходов в качестве ингибитора коррозии металлов является актуальной темой. Что такое коррозия? Коррозия — это самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. В общем случае это разрушение любого материала, будь то металл или керамика, дерево или полимер. Причиной коррозии служит термодинамическая неустойчивость конструкционных материалов к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде. Пример — кислородная коррозия железа в воде: Гидроксид железа Fe(OН)3 и является тем, что называют ржавчиной [4]. Для удаления ржавчины с больших металлических деталей требуется использование химических реагентов, например травление кислотой. Но при контакте с кислотой может раствориться и часть металла. Для предотвращения такой ситуации используют вещества замедляющие процесс коррозии — ингибиторы. Ингибиторы коррозии, химические соединения или их композиции, присутствие которых в небольших количествах в агрессивной среде замедляет коррозию металлов. Защитное действие ингибиторов коррозии обусловлено изменением состояния поверхности металла вследствие адсорбции или образования с ионами металла труднорастворимых соединений. Замедление коррозии происходит из-за уменьшения площади активной поверхности металла и изменения энергии активации электродных реакций, лимитирующих сложный коррозионный процесс. ингибиторы коррозии могут тормозить анодное растворение и вызывать пассивацию металла (анодные ингибиторы коррозии), снижать скорость катодного процесса (катодные ингибиторы коррозии) или замедлять оба эти процесса (смешанные ингибиторы коррозии). Защитное действие ингибиторов коррозии количественно оценивают: коэфициент торможения g =j0/jин, где j0 и jин — скорости коррозии (или величины, их характеризующие) в исходной и ингибирующей среде соответственно; степенью защиты Z = (1 — 1/g).100%; минимальной концентрацией и, обеспечивающей заданный уровень Z. Специфичность действия ингибиторы коррозии во многом определяется рН среды. Выделяют следующие типы ингибиторов коррозии: 1. Ингибиторы кислотной коррозии. Применяются при кислотном травлении и очистке поверхности металличеcких изделий; для повышения эффективности химических источников тока; для защиты оборудования и трубопроводов газо-, нефтедобывающей или перерабатывающей промышленности. Обычно используют катодные или смешанные ингибиторы коррозии, существенно замедляющие выделение Н2. Среди них наиболее эффективны амиды и амины или их производные, в т.ч. гетероалкилированные, четвертичные соединения аммония и фосфония, высокомол. и ацетиленовые спирты, некоторые альдегиды и мн. серосодержащие соединения. 2. Ингибиторы для нейтральных сред. Защищают различные системы охлаждения и промышленного водоснабжения, емкости балластной морской воды на судах и плавучих доках; предотвращают коррозию металлических изделий при хранении и транспортировке. В последнем случае ингибиторы коррозии наносят на поверхность металла в виде раствора или вводят как компонент лакокрасочного или воскового покрытия (контактные ингибиторы коррозии). Так называемые летучие ингибиторы коррозии насыщают своими парами замкнутое пространство и адсорбируются на металле. В нейтральных средах шире, чем в кислых, применяют анодные и смешанные ингибиторы коррозии, способствующие образованию устойчивого пассивного состояния металла благодаря облагораживанию потенциала питтингообразования. Такими ингибиторами коррозии являются хроматы, фосфаты, молибдаты, нитриты и другие соли неорганических кислот, алкил- или арилкарбоксилаты, аминокислоты, сульфонаты и алкилфосфаты. Хотя поверхностная активность ингибиторы коррозии однозначно не характеризует его эффективность, лучшую защиту обеспечивают анионы орг. кислот с числом углеродных атомов порядка 10-12, способные образовывать полимолекулярные адсорбц. слои. При высоких степенях заполнения q тормoзится и диффузионная стадия процесса — подвод О2 к металлу, которая часто лимитирует катодную реакцию. Эффективными катодными ингибиторами коррозии в некоторых средах являются катионы металлов, связывающиеся в малорастворимые гидроксиды (Zn2+, Ca2+ и др.), а также их комплексные соед., в первую очередь с полифосфатами и фосфонатными комплексонами. 3. Ингибиторы щелочной коррозии. Используются при щелочной обработке амфотерных металлов, в моющих составах, для уменьшения саморазряда щелочных хим. источников тока, защиты выпарного оборудования. Здесь адсорбц. ингибиторы коррозии применяют редко, но их сочетание с катионами или комплексонатами некоторых металлов способно резко повысить эффективность защиты [5]. Ингибиторы, применяемые на заводах, получены синтетическим путем. Среди них можно выделить гексаметилентетрамин, или его еще называют уротропин [6]. Но применение растительных отходов в качестве ингибиторов коррозии значительно экономичнее и безопаснее использовать. В растительные отходы могут входить отходы растений, ингибирующих коррозию, такие как: чистотел, алтей лекарственный, тысячелистник и многие другие растения. Растительные отходы содержат в своем составе десятки полезных веществ и органических соединений, которые замедляют процесс коррозии. Такие как: алкалоиды, полисахариды, белки, слизистые и дубильные вещества. Все они, хотя и в разной степени, обладают способностью адсорбироваться на металлической поверхности и закрепляться на ней, а, следовательно, они препятствуют прямому контакту металла с окружающей средой. С ржавчиной же они объединяться не желают, вот она и растворяется в кислоте или любом другом растворителе без помех [7]. В итоге можно сказать, что использование растительных отходов в качестве ингибитора коррозии металлов не только замедляет процесс разрушения металлов, но и защищает нашу природу от дополнительного загрязнения.

Источник

Лекарственные растения ингибиторы коррозии

Защита от коррозии