Luận văn Khảo sát khả năng chổng ăn mòn sắt trong môi trường axit H2SO4 1% của dịch chiết cây chè Thái Nguyên

aíein kích thích hệ thần kinh trung ương, kích thích cơ năng hoạt động của tim, có tác dụng lợi tiểu. / . 1.4.4. Protein và axit amin. Protein phân bố không đều ở các thành phần của búp chè và thay đổi theo giống, điều kiện canh tác và các yếu tố khác. Nếu protein kết hợp với (tanin, poliphenol) tạo hợp chất không tan làm vị chát và đắng giảm đi. Ngày nay người ta tìm thấy trong chè có 17 axit amin. Các axit amin cùng với đường và tanin tạo ankaloit có mùi thơm của chè, làm chè xanh có dư vị tốt. CH3 Cafein. Đào Thị Tuấn 7 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH Bộ môn hóa học 1.1.4.5. Gluxit và pectin. * Gluxit: có lượng hoà tan rất ít, nhưng lượng không hoà tan nhiều. Hàm lượng đường hoà tan trong chè tuy ít nhưng rất quan trọng đối với hương vị chè. Đường kết hợp với protein hoặc axit amin tạo hợp chất thơm. * Pectin: trong chè, pectin thường ở dạng hoà tan trong nước, tan trong axit oxalic, tan trong amon oxalat, pectin cũng tham gia vào tạo hương vị chè. 1.1.4.6. Dầu thơm. Có rất ít dầu thơm trong chè, hàm lượng trong lá chè tươi là 0,007- 0,009%. Hàm lượng dầu thơm tăng dần ở nơi có địa hình cao, ở lá non chứa ít hương thơm. Tác dụng của dầu thơm là kích thích thần kinh trung ương làm tinh thần minh mẫn và thoải mái, dễ chịu nâng cao hiệu suất làm việc của các cơ trong cơ thể. 1.1.4.7. Vitamin. Có nhiều loại vitamin trong chè, thường gập là vitamin A, B|, B2, pp, c 1.1.4.8. Men. Men là nhàn tố quan trọng của sự sống, nó quyết định mọi chiều hướng phản ứng hoá học xảy ra trong cơ thể sinh vật và là chất kích động tất cả các biến đổi hoá học. Trong búp chè non có hầu hết các loại men nhưng chủ yếu có hai loại chính: - Nhóm thuỷ phân: men amilaza, glucoxidaza, proteaza và một số men khác. - Nhóm oxi hoá khử: chủ yếu là hai loại men peroxidaza và oliphenoloxidaza. 1.2Ể Ăn mòn kim loại và chông ăn mòn kim loại. 1.2.1. Khái niệm. Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường [1,11,17]. Đào Thị Tuân 8 Khoá luận tốt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH Bộ môn hỏa học Hậu quả của ăn mòn kim loại là: nguyên tử kim loại bị oxi hoá thành ion kim loại và mất đi tính chất quí báu của kim loại ( M - ne —> Mn+). 1.2.2. Phán loại ăn mòn kim loại Có nhiều cách phân loại ăn mòn kim loại. Tuỳ theo môi trường và cơ chế của sự ãn mòn, người ta chia thành hai loại chính, đó là: ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá [6,11,17]. 1.2.2.1. Án mòn hoá học. Ăn mòn hoá học là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do kim loại phản ứng với các chất khí (0 2; Cl2. ..) và hơi nước ở nhiệt độ cao. 2Fe + 3C12 —1^ 2FeCl3 t°3Fe + 202 - U - Fe30 4 3Fe + 4H20 (h) Fe30 4 + 4H2t Bản chất của ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường. Đặc điểm của ăn mòn hoá học là không phát sinh dòng điện (không có các điện cực) và nhiệt độ càng cao thì tốc độ ăn mòn càng nhanh. /.2 .2Ể2. Ăn mòn điện hoá Ăn mòn điện hoá là sự phá huỷ kim loại do kim loại tiếp xúc với dung dịch điện li tạo nên dòng điện. Bản chất của ãn mòn điện hoá là một quá trình oxi hoá khử xảy ra trên bề mặt giới hạn hai pha: kim loại/dung dịch điện li. Khi đó kim loại bị hoà tan ở vùng anot (cực -), kèm theo phản ứng giải phóng H2 hoặc tiêu thụ 0 2 ở vùng catot (cực +), đồng thời sinh ra dòng điện. Anot (quá trình oxi hoá): M - ne -» Mn+ Catot (qúa trình khử): 2H+ + 2e-> H2 (môi trường axit) 0 2 + 2H20 + 4e -> 40H ' (môi trường trung tính) Đào Thị Tuấn 9 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH BÔ môn hóa học 1.2.3. Các phương pháp chống ăn mòn kim loại. Có nhiều phương pháp chống ăn mòn kim loại [1,3,6,11,16] như: / Ệ2ễ3.7. Phương pháp hợp kim hoá. Người ta tạo hợp kim giữa kim loại cần bảo vệ với một hoặc một số kim loại khác như: crom; niken; molipđen; titan... hoặc các kim loại có khả năng tạo lớp màng chống ãn mòn. 1.2.3.2. Phương pháp phủ lớp bảo vệ bằng các lớp phủ kim loại hoặc phi kim. Kim loại cần bảo vệ được phủ bằng các lớp phủ kim loại, phi kim hoặc phủ lên bề mặt kim loại một lớp chất polime bền, trơ...có tác dụng bảo vệ. Phương pháp này trong nhiều trường hợp còn nâng cao độ bền mài mòn đồng thời có tác dụng trang trí. 1.2.3.3. Bảo vệ điện hoá. Phương pháp điện hoá ngày nay được sử dụng khá rộng rãi để chống ăn mòn kim loại trong các điều kiện khí hậu khác nhau. Nguyên tắc của phương pháp là thực hiện sự phân cực điện hoá sao cho dòng ãn mòn giảm đến giá trị nhỏ nhất trong môi trường ăn mòn. Người ta chia ra làm hai loại bảo vệ điện hoá: bảo vệ anot và bảo vệ catot. Phương pháp bảo vệ điện hoá được áp dụng khá phổ biến trong công nghiệp tàu biển, bảo vệ các giàn khoan... 1.2.3.4. Phương pháp xử lý môi trường ăn mòn. Việc xử lý môi trường làm giảm yếu tố gây ra sự ăn mòn chỉ được thực hiện khi thể tích cần bảo vệ nhỏ hoặc điều kiện công nghệ cho phép. Tuy nhiên đây là một trong các biện pháp bảo vệ hiệu quả. Có thể xử lý môi trường bằng cách: giảm hàm lượng các chất khử phân cực có mặt trong môi trường ăn mòn. Các chất khử phân cực như 0 2; S 02; hơi axit... làm tăng tốc độ ăn mòn do vậy cần loại chúng ra khỏi thể tích cần bảo vệ bằng các phương pháp thích Đào Thị Tuân 10 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH Bộ môn hỏa học hợp như: duy trì độ ẩm phù hợp; trung hoà môi trường axit; đuổi khí oxi; dùng khí trơ thổi vào thể tích cần bảo vệ... I.2.3.5. Dùng chất ức chê ăn mòn. Phương pháp này được trình bày kỹ hơn trong mục 1.3 và 1.4 1.3. Chống ăn mòn kim loại bằng phương pháp sử dụng chất ức chế. * Chất ức chế ăn mòn kim loại: Chất ức chế ăn mòn kim loại là chất khi được thèm với lượng nhỏ vào môi trường ăn mòn kim loại hoặc hợp kim sẽ làm giảm tốc độ ăn mòn kim loại hoặc hợp kim đó [17], 1.3.1. Phân loại chất ức chế. Chất ức chế ăn mòn có thể được sử dụng trong các môi trường có độ pH khác nhau và được ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau nên có cách phân loại khác nhau: * Phân loại theo thành phần hoá học: chất ức chế vô cơ; chất ức chế hữu cơ; chất ức chế dạng cao phân tử ... * Phân loại theo cơ chế điện hoá: chất ức chế anot; chất ức chế catot; chất ức chế hỗn hợp cả anot và catot. * Phân loại theo đối tượng bảo vệ: chất ức chế ăn mòn kim loại đen; chất ức chế ăn mòn kim loại màu hoặc chất ức chế đa năng. * Phân loại theo môi trường ăn mòn: chất ức chế trong môi trường kiềm, axit, trung tính. * Phân loại theo trạng M i tác dụng: chất ức chế tiếp xúc; chất ức chế bay hơi. * Phân loại theo tính chất hoá học: chất ức chế có tính oxi hoá mạnh, chất ức chế có tính oxi hoá yếu; chất ức chế không có tính oxi hoá. 1.3.2. Một sô lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của chất ức chế. 1.3.2.1. Sử dụng chất ức ch ế trong tẩy g ỉ kim loại bằng axit. Tẩy gỉ kim loại bằng axit là công đoạn được tiến hành nhằm loại bỏ các sản phẩm ăn mòn hình thành trên bề mật kim loại (sắt, thép, nhôm ...) để Đào Thị Tuấn 11 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH Bô môn hóa học chuẩn bị bề mặt cho các công đoạn tiếp theo như: mạ kẽm, mạ thiếc, tráng men; mạ điện, sơn phủ... Các chất ức chế tẩy gỉ axit có nhiệm vụ chủ yếu là làm giảm sự tấn công của axit vào bề mặt kim loại mà không làm ảnh hưởng đến tốc độ hoà tan gỉ bám trên nền kim loại. 1.3.2.2. Sử dụng chất ức chế trong công nghiệp dầu mỏ. Chất ức chế trong công nghiệp dầu mỏ bao gồm: chất ức chế trong khai thác dầu và khí; chất ức chế trong tận thu dầu mỏ; chất ức chế trong lọc dầu; chất ức chế trong vận chuyển và cất giữ dầu mỏ; chất ức chế dùng trong các sản phẩm dầu mỏ. 1.3.2.3. Một sô' ứng dụng khác. * ức chế ăn mòn các kim loại không phải sắt. Một sô' chất ức chế hiệu quả cao đối với sắt thép cũng có tác dụng ức chế đối với các kim loại không phải sắt như: đồng, nhôm, kẽm .. .Tuy nhiên đa số chất ức chế có hiệu suất ức chế thay đổi nhiều (cao hơn hoặc thấp hơn) đối với các kim loại màu do sự khác nhau về cơ chế ức chế. * Chất ức chế pha hơi. Chất ức chế pha hơi (chất ức chế bay hơi) có khả năng bảo vệ các kim loại, sản phẩm, trang thiết bị làm bằng kim loại khỏi bị ăn mòn trong điều kiện khí quyển ẩm khi cất giữ, bảo quản. * Chất ức chế trong các hệ thống làm mát. Bộ tản nhiệt của ôtô thường được chế tạo từ 5 kim loại khác nhau (ví dụ: thép; đồng thau; sắt cán; nhôm; mối hàn chì - thiếc), lại làm việc trong điều kiện tiếp xúc với nguồn điện và chất điện li nên bị ăn mòn mạnh. Do đó, phải sử dụng hỗn hợp các chất ức chế để bảo vệ các hệ thống làm mát phức tạp như vậy. * Các hợp chất dạng kem. Chất ức chế có thể tồn tại ở dạng kem (tạo màng không khô, có thể loại bỏ dễ dàng, dùng bảo vệ các sản phẩm khi cất giữ và vận chuyển). Chất ức chế dạng kem có thê là: các chất hữu cơ bán phân cực, phân tán trong dầu hoặc Đào Thị Tuấn 12 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH Bộ môn hóa học mỡ phân đoạn dầu nặng (dầu bảo quản, mỡ bảo quản...)- Chất ức chế dạng kem có ứng dụng quan trọng trong quân đội do phần lớn các trang thiết bị quân sự thường ở trạng thái niêm cất. 1.3.3. Cơ chế bảo vệ kim loại trong phuơng pháp dùng chất ức chế. Hiện nay cơ chế tác động của chất ức chế chống ăn mòn có nhiều ý kiến khác nhau, dưới đây chúng tôi trình bày những quan điểm chung nhất và cơ bản nhất. / ,3 ẳ3ẳ/ . Tác dụng của sự hấp phụ chất ức chế trên bề mặt kim loại. Giai đoạn đầu của quá trình ức chế ăn mòn là quá trình hấp phụ. Lượng chất ức chế hấp phụ lên bề mặt kim loại thường không lớn. Khi được hấp phụ lên bề mặt kim loại, giữa chất ức chế và kim loại phải tạo được liên kết bền, sao cho chất ức chế tạo thành một lớp đơn phân tử trên bề mặt kim loại cần bảo vệ. Trong một số trường hợp có thể tạo thành lớp kép. Các phân tử ức chế hấp phụ hoá học không thuận nghịch có hiệu quả ức chế thường cao hơn so với hấp phụ vật lí. / ếJẽ3.2. Tác dụng của chất ức chế lên phản ứng điện cực. Các chất ức chế chống ăn mòn dù là chất ức chế anot, catot hay hỗn hợp anot - catot đều dẫn tới quá trình làm giảm sự ăn mòn, do sự hấp phụ của chúng lên bề mặt kim loại, làm thay đổi động học của phản ứng điện cực, do đó tác động lên động học quá trình ăn mòn. Như vậy, trong thành phần của chất ức chế phải có các nhóm chức có khả năng hấp phụ lên bề mặt kim loại và làm thay đổi động học quá trình điện hoá. l ẵ4. Nghiên cứu, ứng dụng chất ức chê ăn mòn kim loại ở nước ta hiện nay, hiện trạng và hướng phát triển. Nền công nghiệp nước ta trong nhiều nãm trước đây còn kém phát triển, do đó nhu cầu sử dụng chất ức chế ăn mòn kim loại không lớn. Hiện nay, một số ngành công nghiệp nói riêng và toàn bộ nền kinh tế nói chung đang có những bước phát triển vượt bậc, từ đó nhu cầu sử dụng các chất ức chế ăn mòn Đào Thị Tuấn 13 Khoá luận tốt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH Bộ môn hỏa học kim loại cũng tăng cao. Một sô' lĩnh vực chính là: công nghiệp khai thác và lọc dầu; công nghiệp pha chế các sản phẩm dầu mỏ; vật liệu xây dựng; các sản phẩm tẩy rửa khác; hoá chất xử lý bề mặt kim loại và trong công tác bảo quản trang thiết bị quân sự ... Hầu hết các chất ức chế ăn mòn kim loại mà nước ta đang sử dụng hiện nay là nhập từ nước ngoài. Một số chất ức chế truyền thống đơn giản như: crommat; nitrit; benzoat vẫn được sử dụng mặc dù khá độc hại. Trong thời gian tới, khi nước ta có công nghiệp lọc dầu, nhu cầu về chất ức chế ăn mòn kim loại sẽ tăng cao. Trong quân sự, một lượng lớn các trang thiết bị cần phải được bảo quản, chúng ở trạng thái không làm việc dài ngày trong điều kiện khí hậu nóng ẩm nên bị ăn mòn rất mạnh. Do vậy cũng rất cần các vật liệu bảo quản có sử dụng chất ức chế ăn mòn kim loại. Các chất ức chế được sử dụng cho mục đích này ở dạng chất ức chế tan trong dầu, mỡ hoặc ở dạng bay hơi. Về phương diện nghiên cứu, trong nước đã có một số công trình được thực hiện về vấn đề này: * Đề tài về chất ức chế ăn mòn của Viện hoá học các hợp chất thiên nhiên - Viện khoa học và công nghệ quốc gia. Các hợp chất nghiên cứu chủ yếu dựa trên sản phẩm của phản ứng Mannich (bazơ Mannich). Lớp hợp chất này thường có áp suất hơi bão hoà tương đối cao, do đó chủ yếu được sử dụng làm chất ức chế bay hơi. Người ta sử dụng chất ức chế dạng này để bảo quản các trang thiết bị ở trạng thái không hoạt động dài ngày. Chất ức chế bay hơi được áp dụng trong môi trường kín. * Phân viện Vật liệu - Viện Hoá học - Trung tâm Khoa học công nghệ Quân sự. Tại đây đã tiến hành tổng hợp một số chất ức chế ăn mòn dùng cho dầu mỡ bảo quản (dầu nitro hoá, dầu sunfo hoá...). Đây là các chất ức chế ăn mòn truyền thống được dùng trong dầu mỡ bảo quản của Liên Xô cũ. Đào Thị Tuấn 14 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH Bộ môn hỏa học * Trung tâm nhiệt đói Việt - Nga - Bộ quốc phòng đã có 15 năm nghiên cứu về vật liệu bảo quản chống ăn mòn như dầu, mỡ bảo quản, màng phủ bảo vệ dùng cho mục đích quốc phòng. Trong các sản phẩm đó có sử dụng một số chất ức chế ăn mòn như các amin béo, hợp chất dị vòng chứa nitơ và lưu huỳnh, một số chất ức chế từ sản phẩm dầu mỏ oxi hóa và nitro hóa. Hiện nay, Trung tâm nhiệt đới Việt - Nga là một đầu mối cung cấp dầu, mỡ bảo quản, màng bảo vệ cho các đơn vị trong quân đội. * Viện Hoá học - Trung tàm Khoa học công nghệ quốc gia nghiên cứu về việc sử dụng các hợp chất thiên nhiên (như dịch cây bồ kết, màng tang, đỗ tương...) để xem khả năng chống ăn mòn kim loại. * Viện Kỹ thuật nhiệt đới - Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam cũng có nhiều công trình nghiên cứu dài hạn về vấn đề này. 1.5. Phương pháp nghiên cứu. 1.5.1. Nghiên cứu thành phần, cáu trúc dịch chiết. 1.5.1.1. Phương pháp tách, chiết [12,20]. Tuỳ theo yêu vầu nghiên cứu và sản xuất mà các chất được chiết với dung môi thích hợp, ví dụ như nước, cồn, metanol, n-hexan... hoặc hỗn hợp dung môi. Thường dùng 2 cách ( chiết nước hoặc chiết cồn). + Chiết nước: nguyên liệu tươi (nếu bột khô chiết nước nóng) xay bột ngâm nước một thời gian xác định, ép, dùng nước rửa bã thu lấy phần dịch chiết đem chưng cất ở áp suất thấp, thu được cặn chiết, rửa nhiều lần bằng clorofom. + Chiết cồn: bột nguyên liệu khô chiết nóng, hoặc ngâm với etanol một thời gian xácđịnh, lọc bằng phễu lọc busne bỏ bã rồi lấy dịch chiết đem chưng cất ở áp sất thấp thu được cặn chiết với hệ dung môi dùng etanol-nước. - Có nhiều phương pháp tách: thông thường sử dụng các phương pháp sắc kí giấy, sắc kí bản mỏng hoặc sắc kí cột với chất hấp phụ là silicagel, thuốc thử dùng để hiện màu là Epigallocatechin-3-gallate (EGCG). Đào Thị Tuấn 15 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH Bộ môn hóa học 1.5.1.2. Phương pháp sắc kí lớp mỏng (SKLM) [20]. * Nguyên tắc: Quá trình tách tất cả các chất bằng SKLM xảy ra khi cho pha động di chuyển qua pha tĩnh, nhưng chỉ khác ở chỗ khác là hấp phụ (pha tĩnh) được giả thanh lớp mỏng trên tấm kính hoặc tấm kim loại (đối với SKLM). Trong quá trình chuyển động qua lớp chất hấp thụ, nhờ các quá trình hấp thụ - giải hấp thụ được lặp đi lặp lại và đo hệ số phàn bố khác nhau các cấu tử được dịch chuyển trên lớp mỏng, theo hướng pha động với những tốc độ khác nhau. Kết quả thu được sắc kí đồ trên lớp mỏng. * Yêu cầu bản mỏng: Lớp mỏng silicagel tráng sẵn DC-Alufolien 60 F254 đày 0,2 ram kích thước là 20 X 20 (cm). Lớp mỏng silicagel tráng trên chất dẻo thường là polietylen terephtalat dẻo và trơ, bền với hầu hết các dung môi hữu cơ nhưng hòa tan trong axit sunfuric sau khi tiếp xúc một thời gian dài và có xu hướng bị cuộn lại khi hơ nóng. * Kĩ thuật đưa chất lên lớp mỏng: Lấy một lượng nhỏ cặn chiết hòa tan bằng 2-3 giọt dung môi thích hợp (sử dụng dung môi dễ bay hơi nhất để hòa tan chất), sau đó dùng capilla chấm chất lên lớp mỏng dưới dạng vệt tròn nhỏ. Làm khô vệt trước khi chấm thêm chất mới lên vệt cũ, nhưng không đưa quá nhiều chất lên lớp mỏng. Triển khai với dung môi khi vệt chất đã hoàn toàn khô. * Dung môi: Các dung môi đều được làm khan và chưng cất lại, sau đó pha các hệ dung môi theo tỉ lệ phù hợp. Lắc kĩ cho các dung môi trộn đều nhau trong hệ rồi cho vào bình khai triển đáy bằng bình có nắp nhám kín. Để yên dung môi đến khi bão hòa mới sử dụng để chạy SKLM. Đào Thị Tuẩn 16 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH Bô môn hóa học * Phát hiện vệt chất trên lớp mỏng: lớp mỏng được bức xạ bằng các sóng tử ngoại ngắn (254 nm) và dài (366 nm). Các chất phát huỳnh quang tạo ra các màu khác nhau. * Một sô' thuốc thử thường dùng để phát hiện vết chất: - Vallilin/axit sunfuric có màu xanh lá cây, khi phun lèn lớp mỏng thường cho các vệt chất màu tím, tím hồng, tím đậm. đỏ, hồng, vàng, da cam .. .chỉ ra sự có mặt các tecpennoit, flavonoit. - Thuốc thử Dragendoff- Munier: các vết chất ancaloit trên lớp mỏng khi hiện bằng thuốc thừ Dragendoff- Munier thường cho màu da cam. - Thuốc thử F e ơ 3: các vệt chất thường cho màu xanh đen, nâu. - Thuốc thử: Epigallocatechin-3-gallate (EGCG) vệt thường cho màu hổng. 1.5.2. Nghiên cứu ăn mòn kim loại bằng phương pháp điện hoá. Phương pháp điện hoá cho phép xác định tốc độ ăn mòn kim loại trong một thời gian ngắn, chính xác [6,11]. Trạng thái thí nghiệm của hệ ăn mòn là không có dòng điện do các quá trình điện cực cân bằng nhau. Đo ăn mòn điện hoá tức là đo dòng điện iam và thê điện cực Eam của hệ (đo đường cong phân cực) bằng cách phân cực hệ ra khỏi trạng thái cân bằng của nó rồi ngoại suy về trạng thái không có dòng điện. Ớ đây sử dụng phương pháp đo điện thế ổn định (điện thế dừng), xây dựng đường cong phân cực, từ đường cong phân cực tính tốc độ ăn mòn theo 2 cách sau: a. Phươnq pháp ngoại suy Tafel. Nậ)7,‘ềj Bước 1: đo thế nghỉ (xác định EaJ . OÒH VOiiMM ; v-.,ế - Bước 2: phân cực anot, catot và xây dựng đưwftgc»»ĩ|Ểflĩ-lổgi. Bước 3: tính tốc độ ăn mòn bằng cách ngoại suy một phần đường cong ìm ijm. (Đồ thị xây dựng bằng ngoại suy trên đoạn thảng nhất của đường cong )ào Thị Tuân 17 Khoá luận tốt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH BÔ môn hóa học và trên một miền thế đủ dài (> 50 - 100mF), Evc- E tm > 20mV, thế rơi vào phân cực nồng độ được hiệu chỉnh đến nhỏ nhất). Ngoại suy miền anot cho đồ thị Ua = aa + ba* logi Ngoại suy miền catot cho đồ thị Uc = ac + bc* logi Hai đường này cắt nhau tại điểm có tọa độ (iam, Eam). b. Phương pháp điện trở phân cực. Phương pháp này xác định điện trở phân cực Rp của hệ ăn mòn, tức là xác định độ dốc đường cong phân cực tại thế ổn định. Bước 1: đo thế nghỉ (xác định Eam). Bước 2: phân cực anot, catot và xây dựng đường cong E-i. Bước 3: tính tốc độ ăn mòn bằng cách ngoại suy một phần đường cong tìm iam, Eam. Cách phân cực: tại lân cận điểm i = 0 lấy 2 điểm để ngoại suy ( Epc - E am = 5-10mV). Đường thẳng xây dựng được có dạng: u = a + b*i. Từ hệ số góc b xác định được Rp ( n m2 )theo hệ thức b = k*Rp 1.6 Nội dung đề tài. - Chiết tách lấy dịch chiết của cây chè Thái Nguyên. - Khảo sát khả năng chống ăn mòn sắt trong môi truờng H2S041% của các dịch chiết thu được ở trên. - Khảo sát thành phần của dịch chiết có khả năng chống ăn mòn cao, tiếp tục chiết tách dịch chiết đó bằng các dung môi khác nhau, xác định thành phần có khá năng chống ăn mòn tốt nhất. Đào Thị Tuân 18 K.hoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH Bộ môn hỏa học Chương 2: THỰC NGHIỆM 2ẵl . Chiết, tách dịch chiết của chè. Chuẩn bị 1500g lá chè tươi rửa sạch để ráo nước trong bóng mát, sau đó nghiền nhỏ bằng máy xay sinh tố. Lấy sản phẩm sau khi nghiền chia làm 3 phần bằng nhau mỗi phần 500g. a. Phần I: 500g đem ngâm chiết 2 lần bằng cồn 90°, mỗi lần chiết ngâm 2 ngày, dung môi ngâm mỗi lần có thể tích sao cho dung môi ngập và cao hơn nguyên liệu l-2cm. Sau 2 ngày ngâm chiết phần Idùng phễu Busne lọc hút thu lấy dịch chiết, bã thu được ngâm chiết tiếp lần 2. Gom toàn bộ dịch chiết 2 lần đem cô quay đuổi cồn ở áp suất thấp nhiệt độ đặt là 90°. Sau đó thu lấy cặn chiết. Cặn trên được kí hiệu là E90. b. Phần II: 500g làm tương tự như phần I thay cồn 90° bằng cồn 80° và thay nhiệt độ lúc cô quay 90° bằng 100°. Cặn này thu được kí hiệu là E80. c. Phần III: 500g làm tương tự như phần I thay bằng cồn 60° và nhiệt độ lúc cô quay là 110°. Cặn thu được kí hiệu là E60. Hình 1: Dịch chiết thu được Đào Thị Tuấn 19 Khoá luận tốt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH Bỏ môn hỏa học 2.2. Đo khảo sát khả năng ức chế ăn mòn kim loại. 2.2.1. Cách tiến hành. * Chuẩn bị điện cực: Mẫu điện cực nghiên cứu là Fe nguyên chất dạng hình tròn, diện tích làm việc là 0,5024 cm2, có cấu tạo như hình vẽ: Hình 2: Sơ đồ cấu tạo của điện cực * Chuẩn bị dung dịch: Pha dung dịch nền (H2S 0 4 1%). Mẫu dung dịch H2S 0 4 1% không có chất ức chế gọi là mẫu trắng (mẫu nền). Chuẩn bị 3 mẫu dịch chiết chè ở các nồng etanol trong nước khác nhau (60%; 80%; 90%), mỗi mẫu lại pha thành các nồng độ là 0,5 g/1; lg/1; 5 g/1 để khảo sát khả năng ức chế ăn mòn sắt. * Thiết bị: - Cân phân tích có độ chính xác 10'4g. - Bình định mức, cốc thuỷ tinh. - Điện cực (như hình vẽ). Đào Thị Tuấn 20 Khoá luận tốt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH Bỏ môn hỏa học - Máy Potentio - galvanostat CPA-HH5. Potentiostat CPA-HH5 1- Điện cực so sánh (RE): Calomen 3- Điện cực làm việc(WE) 2- Điện cực phụ trợ (CE): Platin 4- Dung dịch nghiên cứu Hình 3: Sơ đồ thiết bị đo Potentiostat CPA-HH5. * Tiến hành đo: Lắp đặt thiết bị như hình 3 để tiến hành đo. Chú ý, sau mỗi lần đo đánh bóng bề mặt điện cực làm việc bằng giấy ráp có độ mịn từ 600 đến 2000. Thiết bị đo có ghép nối máy tính cho phép theo dõi liên tục tốc độ ăn mòn theo thời gian bằng cách điều khiển hệ thống từ phần mềm. Tiến hành đo với mẫu trắng và các mẫu có mặt chất ức chế. Với mỗi mẫu tiến hành đo nhiều lần, lấy kết quả trung bình. Điện cực sau khi nhúng vào dung dịch được đo trong 3600s, điện cực sau khi đo được xử lý và tiếp tục đo lại. Đào Thị Tuấn 21 Khoá luận tốt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH Bộ môn hóa học 2.2.2. Phương pháp đo ăn mòn theo phương pháp điện hoá. C hế đô đo: Điên trở phân cưc - Polar - Thời gian ổn định: 3600s. - Độ nhạy: 4 không khuếch đại. - Khoảng quét thế: (-0.47V; -0.42V). - Tốc độ quét thế: 1 mV/s. - Cường độ dòng tối đa: 7,576 mA/cm2. C hế đô đo: Đườns cone phân cưc - Polar - Thời gian ổn định: 3600s. - Độ nhạy: 4 không khuếch đại. - Khoảng quét thế: (-0.7V; -0,35V). - Tốc độ quét thế: 5 mV/s. - Cường độ dòng tối đa: 7,576 mA/cm2. 2.3ể Khảo sát thành phần. Sau khi khảo sát khả năng chống ăn mòn của sắt trong dung dịch axit của dịch chiết để lựa chọn dịch chiết có khả năng ức chế cao rồi đem khảo sát SKLM. Hòa một ít dịch chiết đó vào etanol làm dịch chấm sắc kí tiến hành SKLM sillicagel G trong hệ dung môi EtOAc: MeOH: H20 (6:1:0) hiện màu bằng thuốc thử Epigallocatechin-3-gallate (EGCG). Đào Thị Tuấn 22 Khoá luận tốt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH Bộ môn hỏa học Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hiệu suất thu hồi dịch chiết. Bảng 1: Hiệu suất thu hồi dịch chiết Dịch chiết E90 E80 E60 Khối lượng m (g) 24,6070 30,6820 23,6050 Hiệu suất thu hồi (%) 4,9214 6,1364 4,7240 Hiệu suất thu hồi - H = — .100% 500 * Nhận xét: Dịch chiết E80 thu được hiệu suất lớn nhất là 6,1364% 3.2 Kết quả khảo sát ăn mòn sắt trong môi trường H2S 0 4 1%. - . . 2 .■ ___ ■ " ■ - 8 ỵ ' s ' y 14 - 0 .6 - 0 .5 5 -0 5 - 0 .4 5 - 0 .4 U(V) Hình 4: Đường cong phân cực của sắt trong dung dịch H2S04 1% (đo 5 lần) Bảng 2: Tốc độ ăn mòn của sắt trong dung dịch H2S04 1% Thế nghỉ (V) Thế ăn mòn (V) Tốc độ ăn mòn ( X 10'4 mg/cm2.s) Điện trở phân cực (Ohm) Lần 1 -0,4566 -0,4628 7,8062 27,4896 Lần 2 -0,4679 -0,4628 7,8089 32,9738 Lần 3 -0,4623 -0,4622 8,0784 30,1652 Lần 4 -0,4669 -0,4537 8,4289 28,9248 Lần 5 -0,4657 -0,4543 7,9122 28,8099 Trung bình -0,4639 -0,4592 8,0069 29,6727 Hệ số biến động 0,0036 0,0041 0,1974 3,7545 Đào Thị Tuấn 23 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN KHTN&XH Bộ môn hóa học 3.3.Khảo sát ăn mòn sát trong dung dịch H2S 0 4 1% trong các dịch chiết. 3.3.1. Dịch chiết E60. u (V) 1 ------F e1 -H 2S 04nen lan8------- E60 F e - 0 . 5 g / i - 2 3 ------E60 Fe-1g/i ------E 6 0 F e -5 9 'i-4 Hình 5: Đường cong phân cực của sắt trong dung dịch H2S04 1% khi không và có mặt dịch chiết E60 vói nồng độ khác nhau. Bảng 3: Tốc độ ăn mòn của sắt trong trong dung dịch H2S04 1% khi không và có mặt dịch chiết E60 với nồng độ khác nhau. Dịch chiết E60 Thế nghỉ (V) Thế ăn mòn (V) Tốc độ ăn mòn Điện trở