Aplicação de resíduos agroindustriais como inibidor de corrosão
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Aplicação de resíduos agroindustriais como inibidor de corrosão
15º Encontro e Exposição Brasileira de Tratamentos de Superfície 4º INTERFINISH Latino Americano Aplicação de resíduos agroindustriais como inibidor de corrosão verde para o aço inoxidável AISI 304 em H2SO4 Larissa Aparecida Corrêa Matos (Universidade Estadual do Centro-Oeste – Brasil)*, Mariane Coussian Taborda (Universidade Estadual do Centro-Oeste – Brasil), Everson do Prado Banczek (Universidade Estadual do Centro-Oeste – Brasil), Eliane D’Elia (Universidade Federal do Rio de Janeiro – Brasil), Paulo Rogério Pinto Rodrigues (Universidade Estadual do Centro-Oeste – Brasil). Resumo A aplicação de inibidores de corrosão para o aço inoxidável em sistema ácido é vastamente estudada. Entretanto, a aplicação de inibidores verdes derivados de resíduos agroindustriais (RA) está em ascensão, visando a substituição dos inibidores derivados da indústria química. Sendo assim, o objetivo principal deste trabalho é a utilização de RA, nas concentrações de 1 a 5 g L -1 como inibidor das reações de oxidação do aço inoxidável AISI 304 em H2SO4 1,5 mol L-1. Foram realizadas medidas eletroquímicas de potencial de circuito aberto (ECA), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), polarização potenciodinâmica anódica (PPA). Os resultados de ECA indicam que a adição de RA na solução possibilitou o deslocamento dos potenciais para valores mais nobres. Os diagramas de EIE mostraram uma redução na resistência a polarização na presença do RA. Na PPA, as amostras contendo RA apresentaram uma redução na densidade de corrente, ou seja, atua como um inibidor anódico. Abstract The use of corrosion inhibitors for the stainless steel in acid system is widely studied. However, the application of green inhibitors, derived from agroindustrial wastes (AW) is rising, in order to substitute the inhibitors from chemical industries. Thus, the principal objective of this work is the utilization of AW, in the concentration of 1 to 5 g L-1 as an inhibitor of the oxidation reactions of the stainless steel AISI 304 in H2SO4 1,5 mol L-1. Electrochemical measures of open circuit potential (OCP), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and anodic potentiodinamic polarization (APP) were realized. The OCP results indicates that the addition of AW in the solution enabled the potential displacement to nobler values. The EIE diagrams showed a reduction in the polarization resistance in presence of AW. In APP, the samples containing AW exhibit a reduction on current density, in other words, acts like an anodic inhibitor. 15º Encontro e Exposição Brasileira de Tratamentos de Superfície 4º INTERFINISH Latino Americano Introdução A proteção contra a corrosão é um dos aspectos mais considerados na utilização de ligas metálicas, como o aço inoxidável [1]. Várias medidas podem ser adotadas para a proteção da superfície, como a proteção catódica e a adição de inibidores de corrosão. A utilização de inibidores em meio ácido é amplamente estudada, sendo um método comum nas indústrias [2–4]. Os inibidores de corrosão são substâncias que retardam os processos corrosivos quando adicionadas ao sistema em pequenas concentrações. Compostos orgânicos apresentem uma elevada eficiência na inibição das reações, mas são em sua maioria tóxicos e causam impactos ambientais. Atualmente, procura-se utilizar produtos naturais e degradáveis como inibidores para que haja a diminuição dos riscos [2,4]. Este trabalho propõe a utilização de resíduos agroindustriais (RA), nas concentrações de 1 a 5 g L-1, como inibidores de corrosão verde para o aço inoxidável AISI 304 em H2SO4 1,5 mol L-1, visando uma aplicabilidade ambientalmente correta. Desenvolvimento Os ensaios eletroquímicos foram realizados em triplicata, em temperatura controlada (25±2) oC, em um potenciostato AUTOLAB em célula eletroquímica de três eletrodos: Eletrodos de trabalho - foram utilizadas amostras de aço inoxidável AISI 304 de área média de 3,16 cm2, previamente tratadas as superfícies com lixas de SiC de granulometrias #320 a #1200, sucessivamente; Eletrodo de referência - eletrodo de sulfato mercuroso (ESM); Contra eletrodo uma placa retangular de platina de grande área superficial. Como eletrólitos, foram utilizadas soluções de H2SO4 1,5 mol L-1, na presença e ausência do resíduo agroindustrial nas concentrações de 1 a 5 g L 1 . O ECA foi monitorado por duas horas anteriormente à realização das medidas de EIE e PPA. Os ensaios de EIE consistiram em aplicação de um E de ± 10 mV a partir do ECA, em frequências de 104 a 0,1 Hz. Os ensaios de PPA consistiram na aplicação de um sobrepotencial de +1,8 V a partir do ECA, em uma velocidade de varredura de 1 mV s-1. Resultados e discussão A adição de RA provocou um deslocamento do ECA para valores mais positivos, indicando que a superfície da amostra de aço inoxidável (AI) tornouse mais nobre. O AI apresenta um comportamento tipicamente passivo, com elevação da densidade de corrente (j) em sobrepotenciais (η) na ordem de +0,6 V (fig. 1). Quando há a adição de RA, maiores valores de η são necessários para o 15º Encontro e Exposição Brasileira de Tratamentos de Superfície 4º INTERFINISH Latino Americano início das reações da camada de óxido superficial do AI e são observadas menores j. Fig. 1. Curvas de PPA para o aço inoxidável AISI 304 em H2SO4 1,5 mol L-1 na presença de RA Os resultados de EIE (fig. 2) mostram um arco capacitivo para as amostras. A resistência a polarização aumenta conforme a adição de RA. Duas constantes de tempo são observadas: uma na região de 100 Hz, devido às reações do óxido superficial e outra na região de 10 Hz, correspondente às reações de corrosão do metal. (a) 15º Encontro e Exposição Brasileira de Tratamentos de Superfície 4º INTERFINISH Latino Americano (b) Fig. 2. Diagramas de Nyquist (a) e de Bode (b) para as amostras de aço inoxidável AISI 304 em H2SO4 1,5 mol L-1 na presença de RA. A adição de RA promoveu o deslocamento das duas constantes de tempo, para maiores e menores frequências, respectivamente, indicando que o óxido reage mais rapidamente e que há o retardamento das reações de corrosão do AI. Conclusões O RA estudado possui uma promissora atividade como inibidor das reações de corrosão do aço inoxidável em meio de H 2SO4 1,5 mol L-1. Mais estudos devem ser conduzidos de forma a elucidar os mecanismos de inibição do RA. Referências Bibliográficas 1. Soltani, N.; Tavakkoli, N.; Khayatkashani, M.; Jalali, M.R.; Mosavizade, A. Green approach to corrosion inhibition of 304 stainless steel in hydrochloric acid solution by the extract of Salvia officinalis leaves. Corrosion Science, v. 62, p. 122–135, 2012. 2. Li, X.; Deng, S.; Fu, H. Inhibition of the corrosion of steel in HCl, H2SO4 solutions by bamboo leaf extract. Corrosion Science, v. 62, p. 163–175, 2012. 3. Tussolini, M. INOX : Corrosão Estudo do comportamento eletroquímico de azóis para o aço inoxidável AISI 430 em. v. 63, n. 1, p. 103–109, 2010. 4. Assunção Araújo Pereira, S.S. de; Pêgas, M.M.; Fernández, T.L.; Magalhães, M.; Schöntag, T.G.; Lago, D.C.; Senna, L.F. de; D’Elia, E. Inhibitory action of aqueous garlic peel extract on the corrosion of carbon steel in HCl solution. Corrosion Science, v. 65, p. 360–366, 2012.