ÁREA: Materiais
TÍTULO: EFEITO DO BCPy NA SUPERFICIE DO COBRE EM HCl 1M EM DIFERENTES TEMPERATURAS
AUTORES: ABREU,F.D. (UECE) ; MAGALAHÃES, C.E.C (UECE) ; PEREIRA,W.G. (UECE) ; OLIVEIRA JÚNIOR,E.P. (UECE) ; DE BRITO, F.A .M (UECE) ; ARAÚJO, S.V.L (UECE) ; SILVA, R.C.B. (UECE)
RESUMO: O cobre é um metal de grande aplicabilidade na indústria, sendo usado na fabricação de muitos equipamentos. Por seu extensivo uso, o cobre está sujeito a efeitos deletérios do ambiente. Visando minimizar esses efeitos, tem-se, portanto, neste trabalho a investigação da eficiência inibitória do BCPy na corrosão do cobre em HCl a diferentes temperaturas. Foi realizado o ensaio de imersão a fim de determinar a taxa de corrosão. A caracterização da superfície do cobre foi realizada pelas técnicas de MEV e EDX. De um modo geral, os resultados encontrados demonstram que o sal confere valor máximo de eficiência (97%) em concentração 0,8mM a 45oC. A corrosão é caracterizada como uniforme e não é evidenciada a formação de óxidos/hidróxidos sobre a superfície.
PALAVRAS CHAVES: corrosão. cobre. brometo de cetilpiridínio.
INTRODUÇÃO: Os inibidores de corrosão são substâncias capazes de reduzir a corrosão dos metais, sendo, portanto, indispensáveis em diversos segmentos da indústria. Dentre essas substâncias, merecem destaque os inibidores orgânicos. Esse tipo de inibidor atua formando uma película protetora na interface metal/meio corrosivo (TRABABELLI, 1987). Muitos trabalhos têm apresentado os sais de amônio quaternário como eficientes inibidores de corrosão para aço-carbono e para o zinco (SILVA, 1999) e (TRIPATHY, 1998). O BCPy foi objeto de estudo na literatura como inibidor de corrosão para o aço (ABD EL-MAKSOUD, S.A.,2003), tem-se, portanto neste trabalho, a investigação deste composto como possível inibidor de corrosão para o metal cobre em meio ácido (HCl 1 M). Para este efeito, recorreram-se ao ensaio de imersão com perda de massa e a técnica de espectrofotometria de absorção atômica com chama. Assim, permitindo estimar a taxa de corrosão na presença e na ausência do aditivo BCPy, bem como a eficiência inibitória a diferentes temperaturas. Por outro lado, tem-se a caracterização da superfície do metal através da técnica de microscopia eletrônica de varredura após submeta-la a exposição a solução ácida na presença e na ausência do aditivo.
MATERIAL E MÉTODOS: O ensaio de imersão com perda de massa do metal cobre em solução ácida foi conduzido com o intuito de se determinar a taxa de corrosão. Para este efeito, os espécimes de cobre metálico (grau de pureza de 99,74%) eram na forma de placas de 1cm2 de área geométrica exposta, cuja superfície foi devidamente polida em lixas 400, 600, 1200 e 2000, consecutivamente, com auxílio de uma politriz de bancada. Em seguida, foram desengorduras em banho ultrassônico com álcool etílico anidro, secadas e, por fim, imersas na solução ácida. A solução de HCl 1 M foi preparada seguindo o procedimento padrão de preparação e padronização. O reagente brometo de cetilpiridínio (BCPy), da Aldrich, foi recristalizado e, então, dissolvido em água bidestilada. A concentração do BCPy em solução variou de 0,3 a 5,0mM. O ensaio de imersão foi realizado a diferentes temperaturas:298K, 308K, 318K, 328K, 338K e 348K, com controle de temperatura efetuado pelo banho ultratermostatico, da Quimis. As espécimes de cobre foram submetidas a caracterização superficial pela técnica de microscopia eletrônica de varredura e de espectroscopia de analise da energia dispersiva por raios-X, usando-se o microscópio eletrônico de varredura com câmara acoplada para análise elementar da superfície, modelo MXU II, da Vegascan. Também, foi efetuada a técnica de condutimetria, utilizando-se ao condutivímetro de bancada, modelo MCA 150, da Marconi, com o intuito de se determinar a concentração micelar crítica do aditivo brometo de cetilpiridínio em solução de HCl 1M.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Com os dados extraídos do ensaio de imersão foram determinados os valores de taxa de corrosão na presença e na ausência do BCPy. A taxa de corrosão tende a aumentar com a temperatura. Contudo, na concentração de 5mM, a eficiência inibitória apresentou um valor de 96,7% a 65 oC. Nas concentrações de 0,8, 1,0 e 3mM o aditivo promove a corrosão, evidenciando eficiência inibitória igual a -23,6, -7,69, -22,2% respectivamente, como mostrado na Tabela 1. Possivelmente nessas concentrações, as condições de formação de micelas na sua efetiva atuação no processo de adsorção não são estabelecidas, denotando aumento da taxa de corrosão. A temperatura de 55oC é a temperatura que favorece a dissolução do cobre, independentemente da concentração. A figura 1 apresenta as micrografias do cobre na ausência 1(a) e na presença 1(b) de BCPy na concentração de 0,8mM ambos a 45ºC.A corrosão do cobre é caracterizada como sendo uniforme na presença e na ausência do sal e, praticamente não é observada a formação de produtos insolúveis sobre a superfície.
CONCLUSÕES: O BCPy confere valor máximo de eficiência em torno de 97% em concentração 0,8mM a 45oC. A temperatura de 35oC é aquela em que o inibidor tem boa eficiência inibitória. Com o aumento da temperatura, a eficiência diminui, estando associada ao processo de dessorção do inibidor que, para concentrações abaixo de 3mM. Em concentrações de 0,8 a 3mM, o BCPy promove a corrosão da superfície do cobre, nas temperaturas de 25 oC e na concentração de 1mM a corrosão é promovida a 45oC. A corrosão é caracterizada como uniforme e não é evidenciada a formação de óxidos/hidróxidos sobre a superfície.
AGRADECIMENTOS: Os autores gostariam de expressar sinceros agradecimentos a FUNCAP (proc. no 9899/06) pelo suporte financeiro e ao Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:
ABD EL-MAKSOUD, S.A., “The effect of hexadecyl pyridinium bromide and hexadecyl trimethyl ammonium bromide on the behaviour of iron and copper in acidic solutions”, Journal of Electroanalytical Chemistry, v. 565, pp. 321–328, October 2003.
MORAD, M. S.; HERMAS, A. A.; OBAID, A. Y. e QUSTI, A. H., “Evaluation of some bipyridinium dihalides as inhibitors for low carbon steel corrosion in sulfuric acid solution”, Journal of Applied Electrochemistry, v.38, pp. 1301–1311, April 2008.
SILVA, R. C. B., Capela, M. D. e Nogueira, T. M. C. Electrodeposition-Dissolution of Tin onto Low Carbon Steel Substrate in Acidic Electrolyte Bath Containing Quaternary Ammonium Salts. Bull. Electrochem., v. 15, n. 12, p. 561-565, 1999.
TRABABELLI, G. In: Mansfeld, F. (eds.). Corrosion Mechanism. New York: Marcel Dekker, Inc., 1987. Capítulo 3: Corrosion Inhibitors, p. 119-159.
TRIPATHY, B. C. et al. Zinc Electrowinning from Acidic Sulphate Solutions. Part II: Effects of triethylbenzylmmonium chloride. J. Appl. Electrochem., n. 28, p. 915-920, 1998.
