ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: BROMETO DE CETILPIRIDÍNIO COMO INIBIDOR DE CORROSÃO PARA O COBRE EM MEIO ÁCIDO ACÉTICO
AUTORES: ARAÚJO, S.V.L. (UECE) ; DA SILVA FILHO, M.A.N. (UECE) ; PAIVA, D.V.M. (UECE) ; MELO, A.L.T. (UECE) ; GUEDES, J.A.C. (UECE) ; DA SILVA, R.C.B. (UECE)
RESUMO: Os sais de amônio quaternário tem mostrado ser bons inibidores de corrosão para o cobre. Com isso, é apresentado neste trabalho o relato da investigação do brometo de cetilpiridinio (BCPy) como inibidor da corrosão do cobre em meio ácido acético. Foi observado que o BCPy pode ser considerado um bom inibidor de corrosão para o cobre em meio ácido acético, uma vez que valores de eficiência inibitória em torno de 90% foram encontrados. A corrente de corrosão diminuí na presença do aditivo. As micrografias de superfície indicaram uma mudança na morfologia da superfície metálica na presença de BCPy. Esta mudança, possivelmente, esteja associada à adsorção do aditivo uma vez que um pico pronunciado referente ao átomo de carbono é observado como indicado pela técnica de EDX.
PALAVRAS CHAVES: cobre, ácido acético, inibidor de corrosão.
INTRODUÇÃO: O metal cobre apresenta ótimas condutividades térmica e elétrica. É muito maleável e dúctil. Por apresentar essas propriedades, o cobre é utilizado em larga escala, tendo sido utilizadas 11 milhões de toneladas em 1992, principalmente como metal puro e em ligas (LEE, 1999).
O cobre é lentamente oxidado superficialmente quando exposto ao ar úmido, formando um revestimento verde de azinhavre (CuCO3.Cu(OH)2) (LEE, 1999).
A deterioração causada pela interação físico-química entre um material e o seu meio operacional representa alterações prejudiciais indesejáveis, sofridas pelo material. A corrosão, que é a deterioração de um material, geralmente metálico, por ação química ou eletroquímica do meio ambiente aliada ou não a esforços mecânicos é a principal causa dessa deterioração (GENTIL, 2003).
Com o avanço tecnológico mundialmente alcançado, os custos da corrosão evidentemente se elevam, tornando-se um fator de grande importância a ser considerado (GENTIL, 2003).
Os ácidos orgânicos de baixo peso molecular (agentes corrosivos) pertencem a uma classe dominante dos compostos orgânicos presentes na atmosfera sendo, em parte, responsável pela acidez livre da água da chuva em ambientes urbanos e não urbano (ROCHA, et al., 2000; SOUZA, et al., 1996; SOUZA, et al., 2001).
É necessário evitar ao máximo a corrosão do metal cobre, dada a grande aplicabilidade desse metal, na prática faz-se isso com o auxílio de inibidores de corrosão que é uma substância ou mistura de substâncias que, quando presente em concentrações adequadas, no meio corrosivo, reduz ou elimina a corrosão.
O presente trabalho tem como objetivo principal avaliar a ação do brometo de cetilpiridínio (BCPy) como inibidor de corrosão para o cobre em meio ácido acético 1 mol.L-1.
MATERIAL E MÉTODOS: Para a realização dos ensaios com perda de massa foram utilizadas placas de cobre com área geométrica de, aproximadamente, 1cm2. Entretanto, antes da utilização de tais amostras, foram feitos tratamentos na superfície da amostra a fim de garantir uniformidade, retirar impurezas naturalmente formadas como óxidos e hidróxidos insolúveis, gorduras e sujeiras.
O ensaio de imersão propriamente dito consistiu da imersão das amostras de cobre, após seu tratamento, nas soluções de trabalho (ácido acético 1M e ácido acético 1M + brometo de cetilpiridínio 0,3; 0,5; 0,8 e 1,0 mmol.L-1). Os tempos de imersão foram pré-estabelecidos, sendo estes de 1, 4, 7, 10 e 14 dias.
Para a determinação da perda de massa, foi feito após os ensaios de imersão a determinação da concentração de íons cobre total em solução através da técnica de Espectrometria de Absorção Atômica em Chama (EAA).
Os ensaios eletroquímicos foram feitos com o objetivo de se obter os parâmetros eletroquímicos, necessários e essenciais para o entendimento de como se dá o processo corrosivo. Tais parâmetros são a corrente de corrosão (parâmetro cinético) e o potencial de corrosão (parâmetro termodinâmico). A partir da corrente de corrosão, que como explicitado é a corrente anódica que circula no metal no potencial de corrosão, obtém-se a velocidade instantânea da corrosão e a eficiência inibitória do composto usado.
A superfície das amostras de cobre foi analisada pela técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Esta caracterização permitiu a verificação do tipo e da forma de corrosão sofrida pela superfície do cobre nos meios. Pode-se ainda verificar a presença ou não de produtos insolúveis aderidos à superfície metálica pela Análise da Energia Dispersiva por raios-X (EDX).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Observa-se que o BCPy agiu de forma a inibir a corosão do cobre, pois, todas as curvas de perda de massa, calculadas em função do teor de íons em solução, se apresentaram abaixo da curva de perda de massa na ausência do aditivo (curva em preto).
O BCPy é um sal de amônio quaternário, que possuí em sua estrutura um átomo de nitrogênio carregado positivamente que pode se adsorver a superfície metálica protegendo assim o metal do meio corrosivo. É assumido de os ánions são as primeiras espécies adsorvidas sobre a superfície metálica, a adsorção do cátion (grupo cetilpiridínio), que forma uma camada protetora que impede o contato físico entre o meio corrosivo e a superfície metálica, é possível pela interação eletrostática entre a superfície metálica carregada negativamente e o caráter positivo do átomo de nitrogênio do grupo cetilpiridínio (EL-MAKSOUD, 2004).
Estão apresentados na Tabela 1 os parâmetros eletroquímicos: corrente de corrosão (icorr) e potencial de corrosão (Ecorr); também estão apresentados os valores de eficiência inibitória. Verifica-se uma diminuição nas correntes de corrosão com a adição de BCPy ao meio corrosivo. Na concentração de 0,5 mmol.L-1 a eficiência inibitória foi máxima (90,1 %).
Pelas micrografias obtidas por MEV (figura 2) observa-se uma mudança brusca na morfologia da superfície na presença de BCPy. A morfologia da superfície do cobre após 14 dias de imersão em ácido acético 1 mol.L-1 na ausência de BCPy é totalmente diferente da superfície atacada pelo ácido na presença do surfactante.
O espectro de EDX (figura 3) da superfície metálica exposta à solução contendo BCPy mostra o aparecimento de um pico referente ao átomo de carbono. Este fato evidencia mais ainda a suposição de que o sal de amônio quaternário se adsorve a superfície do cobr
CONCLUSÕES: • O BCPy pode ser considerado um bom inibidor de corrosão para o cobre em meio ácido acético, uma vez que eficiências inibitórias de 90,1% foram observadas;
• As correntes de corrosão diminuíram na presença do aditivo, assim, os ensaios eletroquímicos foram coniventes com os ensaios gravimétricos;
• As micrografias indicaram uma mudança na morfologia da superfície metálica na presença de BCPy, os espectros de EDX mostram que essa mudança provavelmente se dá por conta da adsorção do aditivo uma vez que um pico referente ao átomo de carbono é observado.
AGRADECIMENTOS: Laboratório de Microscopia Atômica, ao Conselho nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológia e ao Laboratório de Química Analítica e Ambiental.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: EL-MAKSOUD, S. A. ABD. 2004. THE EFFECT OF HEXADECYL PYRIDINIUM BROMIDE AND HEXADECYL TRIMETHYL AMMONIUM BROMIDE ON THE BEHAVIOUR OF IRON AND COPPER IN ACIDIC SOLUTION. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY. 2004, pp. 321-328.
GENTIL, VICENTE. 2003. CORROSÃO. 4ª Edição. RIO DE JANEIRO : LIVROS TÉCNICOS E CIENTÍFICOS EDITORA S.A., 2003. 85-216-1341-5.
LEE, J. D. 1999. QUÍMICA INORGÂNICA NÃO TÃO CONCISA. SÃO PAULO : EDITORA BLUCHER, 1999. 85-212-0176-1.
ROCHA, GISELE OLÍMPIO DA, et al. 2000. AVALIAÇÃO DE ÁCIDO FÓRMICO E ÁCIDO ACÉTICO NA FASE GASOSA DA ATMOSFERA DA REGIÃO DE ARARAQUARA. SOCIEDADE BRASILEIRA DE QUÍMICA. [Online] 23 de MAIO de 2000. [Citado em: 20 de JUNHO de 2011.] http://www.sbq.org.br/ranteriores/23/resumos/1379/index.html.
SOUZA, SILVIA R. e CARVALHO, LILIAN R. F. 1996. DETERMINAÇÃO DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS NA ATMOSFERA URBANA DE SÃO PAULO. UMA ABORDAGEM ANALÍTICA E AMBIENTAL. QUÍMICA NOVA. 26 de SETEMBRO de 1996, Vol. 20, pp. 245-251.
SOUZA, SILVIA RIBEIRO DE e CARVALHO, LILIAN R. FRANCO DE. 2001. ORIGEM E IMPLICAÇÕES DOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS NA ATMOSFERA. QUÍMICA NOVA. 2001, Vol. 24, pp. 60-67.
