Tiyosemikarbazid türevlerinin korozyon inhibisyonu için toerik ve deneysel çalışmalar
Theoretical and experimental studies for corrosion inhibition of thiosemicarbazide derivatives
Yazar: ABDELHAKIM ALI TOUMI ALRJAIBI
Danışman: PROF. DR. FATMA KANDEMİRLİ ; DOÇ. DR. EMEL BAYOL
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
4-(2-Feniletil)-3-tiyosemikarbazid, 4-(2-Bromofenil)-3-tiyosemikarbazid, 4-(4-Bromofenil)-3-tiyosemikarbazid, ekzo-2-Norboril-3-tiyosemikarbazid, 4- (Siklohekzil)-3-tiyosemikarbazid, 4-(2-Metoksifenil)-3-tiyosemikarbazid, 4-Fenil-3-tiyosemikarbazid, 4-Benzil-3-tiyosemikarbazid ve 4-(3-Metoksifenil) -3-tiyosemikarbazid, hidrazin hidrat ve isotiyosiyanat türevlerinin reaksiyonu ile sentezlenmiştir. Sentezlenen tiyosemikarbazid (TSC) türevlerinin 1,0 M HCl ortamında yumuşak çeliğin korozyon davranışına inhibitör etkileri potansiyodinamik polarizasyon, elektrokimyasal impedans spektroskopisi ve lineer polarizasyon direnci teknikleri kullanılarak 293 K'de araştırılmıştır. Çalışılan tüm TSC türevlerinin inhibisyon etkinliği inhibitörün derişiminin artmasıyla artmıştır. Ayrıca 4- (siklohekzil)-3-tiyosemikarbazidin asidik ortamdaki inhibisyon etkisi 293 K'de ağırlık kaybı yöntemiyle ve 293 K–303 K'de elektrokimyasal yöntemlerle araştırılmıştır. Tiyosemikarbazit türevleri karma tip inhibitör olarak davranmıştır. Çalışılan tüm inhibitör moleküllerinin yumuşak çelik yüzeyindeki adsorpsiyon izotermi ve ayrıca 4-(siklohekzil)-3-tiyosemikarbazidin termodinamik parametreleri hesaplanmıştır. TSC türevi inhibitör molekülleri elektrot yüzeyine Langmuir adsorpsiyon izotermine göre adsorplanmıştır. 4-(siklohekzil)-3-tiyosemikarbazide ait termodinamik parametre sonuçlarına göre inhibitör molekülünün, yumuşak çelik yüzeyine fiziksel olarak adsorplandığı anlaşılmıştır. Kuantum kimyasal parametreler B3LYP/6-311++G(2d,2p) ve B3LYP/6-311G(d,p) metodu ile hesaplanmıştır. EHOMO, ELUMO, enerji boşluğu (ΔE), elektronegativite (χ), sertlik (η), yumuşaklık (s), kimyasal potansiyel (μ), elektrofilite (ω), elektrofugalite (ΔEe) ve nukleofugalite (ΔEn) hesaplanan parametrelerdir. TSC türevlerinin kuantum kimyasal hesaplamaları ve deneysel inhibisyon aktivitesi arasındaki ilişki değerlendirilmiştir. B3LYP/6-311++G(2d,2p) ve B3LYP/6-311G(d,p) metodu ile hesaplanan parametreler ile bağımlı değişken olan impedans arasındaki ilişki incelenmiştir.

Abstract:
4-(2-Phenhylethyl)-3-thiosemicarbazide, 4-(2-Bromophenyl)-3-thiosemicarbazide, 4-(4-Bromophenyl)-3-thiosemicarbazide, Exo-2-Norbornyl-3-thiosemicarbazide, 4- (Cyclohexyl)-3-thiosemicarbazide, 4- (2-Methoxyphenyl)-3-thiosemicarbazide, 4-Phenyl-3-thiosemicarbazide, 4-Benzyl-3-thiosemicarbazide and 4- (3-methoxyphenyl) -3-thiosemicarbazide (TSC) were synthesized by the reaction of hydrasine hydrate and isothiocyanate derivatives. The inhibitory effects of the synthesized thiosemicarbazide derivatives on the corrosion behavior of mild steel in 1.0 M HCl were investigated in 293 K by using potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy and linear polarization resistance techniques. The inhibitory activity of all studied TSC derivatives increased with increasing concentration of inhibitor. In addition, the inhibition effect of 4-(Cyclohexyl)-3-thiosemicarbazide in acidic environment was investigated by weight loss method and at 293 K -303 K by electrochemical methods. Thiosemicarbazide derivatives acted as mixed-type inhibitors. The adsorption isotherm on the mild steel surface of all the inhibitory molecules studied and the thermodynamic parameters of the 4-(Cyclohexyl)-3-thiosemicarbazide were calculated. TSC derivative inhibitor molecules were adsorbed on the electrode surface according to the Langmuir adsorption isotherm. The thermodynamic parameters of 4-(Cyclohexyl)-3-thiosemicarbazide showed that the inhibitor molecule was adsorbed physically to the surface of the mild steel. Quantum chemical parameters were calculated by B3LYP/6-311++G (2d,2p) and B3LYP/6-311G (d,p) method. The calculated parameters are energy of the highest occupied molecular orbital energy (EHOMO), the lowest unoccupied molecular orbital energy (ELUMO), the energy gap between ELUMO and EHOMO (ΔE), Chemical Potential (μ), hardness (η), softness (s), electronegativity (χ), global electrophilicity(ω), nucleofugality (ΔEn) and electrofugality (ΔEe). The relationship between the parameters calculated by B3LYP/6-311++ G(2d,2p) and B3LYP/6-311G(d,p) method and the dependent variable impedance were examined.