Estudio experimental y teórico de anilina y derivados de anilina, como inhibidores de la corrosión de cobre en medió acido.

Abstract

En esta tesis se investigó la inhibición de la corrosión de cobre en ácido clorhídrico 0,1 mol L, utilizando anilina y anilinas sustituidas en posición "para". Específicamente se ha querido encontrar una correlación entre los parámetros relacionados con la estructura electrónica de estas moléculas y su habilidad para inhibir ci fenómeno de la corrosión. La anilina fue seleccionada considerando sus potenciales centros activos que tendrían contacto con la superficie metálica, es decir, el centro nitrogenado y el anillo bencénico. Otro objetivo de este trabajo fue encontrar una correlación entre la capacidad de la inhibición de la corrosión y el rol del sustituyente o también llamado el "efecto sustituyente". Las anilinas seleccionadas fueron: anilina, pcloroantina, p-nitroanilina, p-metilanilina y p-metoxianilina. Medidas electroquímicas y de pérdida ce masa, en ausencia y presencia de diferentes concentraciones de inhibidor, revelaron que el compuesto anilina reduce la corrosión de cobre, mostrando una concentración crítica de 10.2 mol L* Se determino que la energía libre de Gibbs asociada al proceso de la adsorción del compuesto nitrogenado sobre el electrodo de cobre fue de 5 Kcal mol* Este valor pequeño es indicativo de que ocurre una fisisorción generalizada de este compuesto sobre la superficie de cobre. Los resultados también muestran que para los sustituyentes electrón aceptores (-NO 2 , -Ci) en posición "para" y también para los sustituyentes electrón donores (-CH 3 , -OCH3 ), decrece la acción de inhibición de la corrosión. Para investigar la naturaleza de la interacción entre la molécula de anilina y la superficie de cobre se llevó a cabo un estudio utilizando las herramientas de la química teórica, realizándose dos tipos de cálculos, (a) simulaciones de Monte Carlo, para investigar la orientación de la anilina sobre la superficie de cobre y, (b) cálculos químico cuánticos. Para modelar la adsorción de la anilina sobre la superficie de cobre (100) se usaron tanto los métodos de Monte Carlo como los ab-initio. Los resultados mostraron una buena correlación con los datos experimentales. El estudio de Monte Carlo motró que la anilina se adsorbe en forma paralela a la superficie de cobre, además, la molécula orgánica no mostró ninguna preferencia por un sitio específico de la superficie. Por otra parte los cálculos ab-initio del tipo Hartree-Fock mostraron una energía de adsorción de alrededor de 4 Kcal mol-1, lo cual es u valor muy cercano al experimental, confirmando la débil adsorción de la anilina sobre el sustrato metálico. En base a lo anterior, la nula presencia de un efecto sustituyente en los resultados experimentales se asoció a la orientación de las moléculas a la anilina con respecto a la superficie.