Organik maddelerin asidik çözeltilerde inhibitör etkinliklerinin incelenmesi
Investigation of inhibitor effectiveness of organic materials in acidic solutions
Yazar: HÜLYA BOZ
Danışman: PROF. DR. MÜBECCEL ERGUN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada kazan çeliğinin asitle yıkanması sırasında meydana gelen korozyon olaylarının önlenmesi amaçlanmıştır. Kazan çeliğinin korozyonunu önlemek için, kütlece %0,5 HCl çözeltisi içinde D- (-) Mandelikasit, D-Alanin, D-L Aspartikasit, D-Fenilalanin, D-Valin, Glisin, Glikolikasit, L-Metionin, L-Arjinin, L- Asparjinmonohidrat, L-Sisteinhidroklorürmonohidrat, L-Sistin, L-Histidin, L-Leusin, N-Asetil- L-Sistein, Oksalik Asit inhibitörleri ile, %0,5 H2SO4 çözeltisi içinde ise L-Sisteinhidroklorürmonohidrat, N-Asetil-L-Sistein, L-Metionin ve L-Sistin inhibitörleri ile çalışılmıştır. Tafel ekstrapolasyonu ve lineer polarizasyon direnci yöntemiyle korozyon hızı belirlenmiş ve inhibitör verimleri hesaplanmıştır.HCl çözeltisi içerisinde 35 derece sıcaklık ve 1000 ppm'de çeşitli inhibitör ile çalışılmış, bunlar arasından L-Sisteinhidroklorürmonohidrat, N-Asetil- L-Sistein, L-Metionin ve L-Sistin inhibitörlerinden yüksek verim elde edilmiştir. İnhibitör etkinlikleri sırasıyla %87, %83, %84 ve %81 olarak bulunmuştur. 35oC sıcaklıkta etkili oldukları belirlenen bu inhibitörlerle 25oC, 45oC ve 55oC sıcaklıklarda çalışılmış, kükürt ve azot içeren bu inhibitörlerin yüksek sıcaklarda da diğerlerine göre daha etkili olduğu belirlenmiştir. Daha sonra bu inhibitörlerin 25oC sıcaklık ve 100 - 3000 ppm aralığındaki farklı konsantrasyonları için deneyler yapılmıştır. L-Sistein-hidroklorürmonohidrat, L-Sistin ve L-Metionin için 1000ppm'de, N-Asetil-L-Sistein için de 3000ppm'de en yüksek verimler elde edilmiştir.%0,5 H2SO4 çözeltisi içerisinde 25°C, 35 °C, 45°C ve 55°C sıcaklıklarda ve 1000 ppm sabit inhibitör konsantrasyonunda deneyler yapılmıştır. 25°C sıcaklıkta L-Sisteinhidroklorürmonohidrat, L ? Metionin, L ? Sistin ve N-Asetil-L-Sistein inhibitörleri için sırasıyla %86, %75, %75 ve %81 verim elde edilmiştir. 25°C sıcaklık ve 100 ? 3000 ppm arasında farklı konsantrasyonlarda yapılan deneylerde inhibitör veriminde düzenli bir artış gözlenmiş, En yüksek verimler 3000ppm'de elde edilmiştir. İnhibitör verimleri sırasıyla; %90, %84, %86 ve %75'dir.Aminoasitlerin metal yüzeyinde adsorplanarak etkili olduğu düşünülerek, adsorpsiyon izotermleri çizilmiş ve genel olarak adsorpsiyon izotermlerinin Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izotermlerine uyduğu tespit edilmiştir. Sabit inhibitör derişiminde çizilen Lni - 1/T grafiklerinden inhibitörsüz ve inhibitörlü ortamlar için aktivasyon enerjileri (Ea) hesaplanmıştır. İnhibitörsüz ortamlar için elde edilen aktivasyon enerjisi inhibitörlü ortamlar için elde edilen değerlerden daha düşüktür. Bu durum metalin çözünmesinin zorlaştığını yani korozyonun yavaşladığını göstermektedir.

Abstract:
In this study, the aim was the prevention of corrosion of boiler steel while it is pickling. Some aminoacids which were D- (-) Mandelic acid, D-Alanine, D-L-Aspartic Acid, D-Phenylalanine, D-Valine, Glycine, Glikolic Acid, L-Methyonine, L-Arginyn, L-Aspargine Monohydrate, L-Cysteinehydrochloridemonohydrate, L-Cystine, L-Histidyne, L-Leucine, N-Acetyle-L-Cysteine, Oxalic Acid were used for corrosion inhibition of boiler steel in wt %0,5 HCl solution and L-Cysteinehydrochloride-monohydrate, L-Cystine, L-Methyonine, N-Acetyle-L-Cysteine were also investigated in wt %0,5 H2SO4 solution. The inhibition efficiencies were calculated with the use of Tafel extrapolation method and Linear polarization method.Various inhibitors were used in %0,5 HCl solution at 35ºC and 1000 ppm. Among them L-Cysteinehydrochloridemonohydrate, N-Acetyle-L-Cysteine, L-Methyonine and L-Cystine were provided high inhibitor efficiency. Inhibitor efficiency was found %87, %83, %84 and %81 respectively. When the experiments were made at 25oC, 45oC and 55oC, it was found that these inhibitors which include sulphur and nitrogen atoms were most effective at high temperatures. After that, the experiments were made at concentrations between 100 ? 3000 ppm at 25oC. High inhibitor efficiency was obtained for L-Cysteinehydro-chloridemonohydrate, L-Methyonine and L-Cystine at 1000ppm, for N-Acetyle-L-Cysteine at 3000 ppm.In wt %0,5 H2SO4 solution, the experiments were made at 1000 ppm and 25oC, 35oC, 45oC, 55oC. For L-Cysteinehydrochloridemonohydrate, L-Methyonine, L-Cystine and Acetyle-L-Cysteine, inhibitor efficiency was found %86, %75, %75 and %81 respectively. Between the 100 ? 3000 ppm at 25oC, inhibitor efficiency increased with increasing concentration. High inhibitor efficiency was obtained at 3000 ppm which are %90, %84, %86 and %75 respectively.The aminoacids affect with adsorption at the metal surface. Adsorption were in accordance with the Langmuir and Freundlich isotherms. Activation energies of the solution were calculated for with and without inhibitor from Lni - 1/T graph at constant inhibitor consantration. The activation energy of the solution without inhibitor were lower than the activation energies of solutions with inhibitor. This result indicates that inhibitor enables protection against corrosion of boiler steel.