酸洗緩蝕劑的緩蝕原理

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• 發布日期：2010-12-30   點擊：4627   

金屬腐蝕過程是在金屬表面進行電化學反應的過程。減緩金屬腐蝕必然是通過對金屬表面上進行的電化學反應的速度發生影響而實現的。但是，不同類型的緩蝕劑影響電化學反應的途徑則是各不相同的。作為酸洗緩蝕劑，一般有兩類物質。一類是無機物，如砷離子(As3+)、銻離子(Sb3+)等。另一類是含有極性基因的有機化合物，如硫脲[CS(NH2)2]，吡啶(C5H5N)等。對于象As3+這樣的重金屬陽離子，它們的緩蝕機理是這些離子在陰極區上被還原，還原產物(金屬As)沉積在陰極區，使氫離子的放電反應變得十分困難(用電化學術語來講就是砷使得氫去極化的陰極過程的過電位劇烈地升高了)。這樣，氫離子放電的速度就急劇地降低了。對于一對共軛反應來講，由于陰極反應速度的降低，鐵溶解的陽極反應的速度也相應地降低了，這樣就得到了減緩金屬腐蝕的效果。
　　含有極性基團的有機化合物的緩蝕機理則要復雜得多。復雜的原因一方面是因為這一過程是一個復雜的界面吸附過程，再加上這些有機化合物本身的組成和結構又是千姿百態的，結構和組成的變化又會影響到吸附的過程。因此，對于很多有機化合物的緩蝕機理目前還處于研究和爭議的過程中。在這里不可能詳細地加以討論。但是，我們可以給出一個概括的模型，那就是這些有機分子都具有不同程度的表面活性，這種表面活性可以是由于硫、氮原子的游離電子對帶來的，也可以是由于長尾巴的憎水基團和小的親水基團這種結構帶來的。使它們能夠在金屬/溶液界面上比較活潑的地方發生吸附，吸附的結果可以使界面反應的活化能增大，也可以使界面雙電層的結構發生變化，其結果都將使腐蝕電池的共軛反應中的一個(陰極或陽極)或兩個(陰極和陽極)受到強烈的阻滯，從而使鐵的腐蝕速度急劇地降低，收到緩蝕的效果。根據阻滯的不同過程，可以把緩蝕劑分成幾類。使陰極反應受到阻滯的緩蝕劑稱之為陰極型緩蝕劑。使陽極過程受到阻滯的稱之為陽極型緩蝕劑。使陰極和陽極同時受到阻滯的稱為混合型緩蝕劑。
　　無論是無機物還是有機化合物，它們對金屬腐蝕的抑制都是在金屬界面上的某些活性區域，以原子或分子吸附的方式進行的。因此可以用不大的添加劑量收到非常顯著的緩蝕效果。這在工業應用的經濟性方面也有很多的優點。
　　正因為緩蝕原理所具有的吸附特征，凡是能夠影響到界面反應活化能和表面吸附過程的因素都可以影響到酸洗緩蝕劑的緩蝕效率。如介質的溫度，緩蝕劑的濃度，其他干擾性離子以及溶液的運動速度等。這是在研究和應用酸洗緩蝕劑時必須給予充分注意的。