Avaliação de uma Base de Schiff (Salén) como inibidora de corrosão de placas metálicas Al-Mg-Si em soluções ácidas

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Materiais

Autores

Fischer, A.C.K. (UNIVALI) ; Adão, J.R.U. (UNIVALI) ; Almerindo, G.I. (UNIVALI) ; Corrêa, R. (UNIVALI)

Resumo

As Bases de Schiff apresentam vasta gama de aplicação farmacológica e medicinal, mas segundo Naik (2016) também podem ser aplicadas como inibidores de corrosão. Entende-se por corrosão como a deterioração do material por ação química ou eletroquímica de um agente oxidante (VAZ; ACCIARI; CODARO, 2011). Neste trabalho foi avaliada a capacidade de inibição da corrosão pela N,N-bis(salicilaldeído)-etilenodiamina, em diferentes massas, em placas metálicas de liga Al-Mg-Si submetidas à imersão em solução aquosa de ácido clorídrico 3M e 5M. A presença da Base de Schiff inferiu em perdas de massa das placas metálicas na faixa entre 20,3 e 0,3% perante 61,0 e 40,0% na ausência da base. Os resultados mostraram uma maior eficiência anticorrosiva com o aumento da concentração do inibidor.

Palavras chaves

Base de Schiff; Corrosão; Liga metálica Al-Mg-Si

Introdução

O alumínio e suas ligas possuem uma notável importância econômica e industrial devido às suas resistências à corrosão, altas condutividades térmica e elétrica, baixos custos e por serem relativamente leves (EL-ETRE, 2000). Dependendo da aplicação destes materiais, são necessárias algumas etapas de tratamento de superfície. A limpeza química, mais precisamente a etapa de decapagem, é uma etapa do processo na qual ocorre a remoção da camada de óxido que pode ter sido formada durante a produção. Os ácidos sulfúrico, fosfórico e clorídrico são os decapantes mais utilizados nesse processo. Entretanto, quando o metal entra em contato com um ácido pode ocorrer uma reação de oxirredução liberando íons metálicos e gás hidrogênio na solução, inferindo assim em perda de massa da placa metálica (KRÄNKEL, 2017). Logo, tendo em vista uma corrosão química, se faz necessário a realização de estudos para que esse processo seja evitado ou minimizado. Nesse contexto, há um crescente interesse no estudo de diferentes Bases de Schiff como agentes anticorrosivos (MISHRA, 2014; NAIK et al., 2016; YURT; ULUTAS; DAL, 2016). Bases de Schiff são compostos que possuem o grupamento imina que são responsáveis pela inibição da corrosão. As sínteses dessas substâncias são provenientes da condensação de um aldeído com uma amina sob diversos meios reacionais e diferentes condições de temperatura e agitação (WIETHAUS, 2010). O objetivo desse trabalho foi verificar a possibilidade de aplicação da N,N- bis(salicilaldeído)-etilenodiamina, em diferentes concentrações, como um agente anticorrosivo de placas metálicas de liga Al-Mg-Si na presença de soluções aquosas de HCl (3M e 5M).

Material e métodos

Sintetizou-se a Base de Schiff N,N-bis(salicilaldeído)-etilenodiamina, também conhecida como Salén, através da solubilização do salicilaldeído (Sigma Aldrich) em metanol (Biotec) e adição da etilenodiamina (Alphatec) por gotejamento. O composto obtido foi purificado com metanol através de refluxo em Soxhlet e filtração a vácuo (BORDINI, 2000). Manteve-se o produto em dessecador com sílica gel (Dinâmica Química Contemporânea LTDA.). Para os ensaios, foram utilizadas placas de liga de Alumínio-Magnésio- Silício 6063, de dimensões 5 x 3 x (0,106 ± 0,002) cm. A remoção da possível gordura existente foi realizada através de lavagem com Extran 5% (Merck) seguida de enxágue com água destilada. As placas foram posteriormente secas com ar quente. Preparou-se soluções aquosas de ácido clorídrico (ISOFAR) nas concentrações de 3M e 5M. Foram realizadas replicatas para a avaliação da corrosão com estas soluções associadas à diferentes massas de Base de Schiff, aproximadamente 0,10 g, 0,05 g e 0,01 g. Mergulhou-se as placas por 25 e 8 minutos nas soluções de 3M e 5M (100 mL), respectivamente. Em seguida, fez-se a lavagem das placas com água destilada seguida de secagem com ar quente, armazenamento em dessecador e aferição da perda de massa.

Resultado e discussão

Em relação à síntese da N,N-bis(salicilaldeído)-etilenodiamina, obteve-se um sólido amarelo com rendimento bruto de aproximadamente 95%. A Figura 1 apresenta os resultados obtidos em termos de perda percentual da massa da placa metálica de acordo com o aumento da quantidade de base nas duas concentrações de HCl investigadas (3M e 5M). Pode-se verificar, no gráfico de colunas, que a perda de massa é significativa (40 e 61%) na ausência da Base de Schiff, para as soluções de HCl 3M e 5M respectivamente. Entretanto, na presença do Salén, observam-se perdas de massa de apenas 0,3 e 3,3% na maior concentração de base (0,10 g). As diferentes concentrações de base estudadas apresentaram comportamento diferente para as duas concentrações de ácido, ou seja, a inibição à corrosão apresentou uma maior diferença entre cada massa de Base na solução de 5M, enquanto na de 3M a diferença entre elas foi menor. Um estudo recente (NAIK et al., 2016) das Bases de Schiff N-benzilideno-o-aminofenol e N- benzilideno-o-anisideno como inibidoras de corrosão para o alumínio puro perante soluções de HCl 1M mostrou que o aumento da concentração da Base não inferiu em aumento na eficiência anticorrosiva, atribuído, segundo os autores, provavelmente à saturação no processo de adsorção. Enquanto que no presente estudo, pode-se verificar que o aumento da concentração de base inferiu em diferenças significativas na perda de massa na solução de 5M. Observa-se que, independentemente da quantidade de Base de Schiff adicionada à solução ácida, esta não solubilizava totalmente, ou seja, deixava um corpo de fundo no recipiente. Apesar disso, o processo de inibição da corrosão foi bem-sucedido. Na Figura 2 é apresentada uma imagem das placas submetidas às soluções de HCl na ausência e presença do inibidor.

Relação entre a perda de massa das placas metálicas em soluções aquosas de ácido clorídrico 3M e 5M na presença e ausência de Base de Schiff.


Placas submetidas às soluções de HCl 3M, acima, e 5M, abaixo, com ausência (H+) ou presença de 0,01 g (C), 0,05 g (B) e 0,1 g (A) de Base de Schiff.

Conclusões

O estudo mostrou que a N,N-bis(salicilaldeído)-etilenodiamina de fato funciona como anticorrosivo de placas metálicas de liga Al-Mg-Si, obtendo resultados muito positivos para as soluções aquosas de ácido clorídrico de 3M e 5M. Mesmo a Base de Schiff precipitando parcialmente como corpo de fundo, observou-se que o aumento de sua quantidade nas soluções aumentou a eficiência contra a corrosão. Ademais, visto a baixa complexidade de síntese da base e que se obteve um alto rendimento do produto final, dispõe-se de um composto com grande perspectiva de trabalho. Demais estudos estão em andamento.

Agradecimentos

À Universidade do Vale do Itajaí e ao Laboratório de Síntese Orgânica pelo suporte físico; Ao Químico Lucas Morch Nicolazi pelo auxílio.

Referências

BORDINI, J. Síntese e Imobilização do Catalizador [Ru(Salen)(NO)(H2O)]+ em Matrizes Inorgânicas Lamelares. 2000. 95 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Química, Setor de Ciências Exatas, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2000.

EL-ETRE, A. Y. Inhibition of acid corrosion of aluminum using vanillin. Corrosion Science. Benha, p. 1031-1039. jul. 2000.

KRÄNKEL, F. Desenvolvimento Tecnológico DT-13: Pintura industrial com tintas em pó. Disponível em: <https://pt.scribd.com/document/270224077/WEG-apostila-curso-dt-13-pintura-industrial-com-tintas-em-po-treinamento-portugues-br-pdf>. Acesso em: 05 ago. 2017.

MISHRA, M. et al. Versatile coordination behaviour of a multi-dentate Schiff base with manganese(II), copper(II) and zinc(II) ions and their corrosion inhibition study. Inorganica Chimica Acta: The international Inorganic Chemistry Journal. Mmabatho. 28 out. 2014.

NAIK, U. J. et al. Electrochemical and theoretical investigation of the inhibitory effect of two Schiff bases of benzaldehyde for the corrosion of aluminium in hydrochloric acid. Journal Of Molecular Structure, [s. l.], v. 1125, p. 63-72, dez. 2016.

VAZ, E. L. S.; ACCIARI, H. A.; CODARO, E. N. Um método para avaliar a taxa de corrosão. Química Nova, [s.l.], v. 34, n. 7, p.1288-1290, 2011.

WIETHAUS, G. Síntese e Caracterização de Novas Iminas com Aplicação em Óptica Não-Linear. 2010. 163 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Química, Química Orgânica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2010.

YURT, A.; ULUTAS, S.; DAL, H. Electrochemical and theoretical investigation on the corrosion of aluminium in acidic solution containing some Schiff bases. Applied Surface Science. Eskisehir, p. 919-925. fev. 2016.