ИСТИНА

Эксплуатация технологических растворов серной кислоты в различных промышленных условиях довольно часто сопряжена с накапливанием в них сульфата Fe(III). В таких средах коррозия стальных изделий происходит не только вследствие реакции металла с кислотой, но и с Fe2(SO4)3. Приращение коррозионных потерь, за счет присутствия катионов Fe(III), особенно в холодных растворах, может достигать существенной величины [1]. Восстановление катионов Fe(III) металлическим железом, протекающее в диффузионном режиме, как правило, плохо замедляется ингибиторами коррозии, что делает защиту стали таким методом неэффективной. Справится с негативным влиянием катионов Fe(III) на защитное действие ингибиторов коррозии низкоуглеродистых сталей можно заменяя сернокислые растворы смесями H2SO4 и H3PO4, содержащими композицию производного 1,2,4-триазола – ИФХАН-92, KNCS и уротропина (мольное соотношение компонентов 9 : 1 : 400). Такие ингибированные растворы устойчивы к накапливанию в них катионов Fe(III) при содержании H2SO4 до 60% от общей массы кислот в растворе. Высокая эффективность ингибиторной смеси, содержащий ИФХАН-92, в торможении коррозии сталей в растворах кислот связана со спецификой механизма его защитного действия, во многом определяемой способностью этого соединения к формированию на металле защитного слоя полимерного комплекса, химически связанного с поверхностью. Такой защитный слой, наряду с протонами, оказывается способным тормозить восстановление катионов Fe(III). Однако остается неясным, почему этот эффект проявляется в растворах H3PO4 или ее смесях с H2SO4 при низком содержании последней, но не наблюдается для H2SO4 или ее смесей с H3PO4, при высоком содержании H2SO4. С нашей точки зрения причина этого кроется в способности фосфат анионов образовывать с катионами Fe(III) прочные комплексы, которые уступают в окислительной способности аквакомплексам и сульфатным комплексам Fe(III), существующим в H2SO4. Подтвердить эту гипотезу представлялось возможным оценив окислительную способность редокс пары Fe(III)/Fe(II) в смеси H2SO4 и H3PO4, при разном содержании в ней H3PO4. Для этих сред был измерен реальный потенциал, который интерпретируется как потенциал окислительно-восстановительной системы, установившийся в конкретном растворе при равенстве исходной концентрации окисленной и восстановленной форм потенциалопределяющих ионов без учета поправок на процесс комплексообразования, гидролиза и др. Потенциометрическое исследование содержащих катионы Fe растворов H2SO4 и H3PO4, а также их смесей, показало, что наиболее высокой окислительной способностью обладает раствор H2SO4, а наименьшей – H3PO4. По мере увеличения содержания в смеси кислот H3PO4 окислительная способность растворов падает. Разница в значениях потенциалов Pt в 2 М H2SO4 и 2 М H3PO4 при 20оС составляет 0,22 В, а при 100оС существенно выше – 0,29 В. Окислительная способность всех исследованных растворов усиливается при повышении температуры (t), при этом наиболее сильно этот эффект проявляется в индивидуальной H2SO4, но он снижается по мере увеличения содержания в смеси кислот H3PO4. Так в 2 М H2SO4 повышение t на 75оС увеличивает потенциал Pt электрода почти на 0,09 В, в 1 M H2SO4 + 1 М H3PO4 – только на 0,05 В, а в 2 М H3PO4 еще ниже – на 0,02 В. Подтверждается наше предположение о том, что одной из вероятных причин устойчивости низкоуглеродистых сталей к действию солей Fe(III) в кислых фосфатных средах, ингибированных композицией, содержащей ИФХАН-92, является снижение фосфат анионами окислительной способности катионов Fe(III) в результате образования прочных комплексных соединений. Комплексные соединения Fe(III) и фосфат анионов термодинамически менее склонны к восстановлению, чем сульфатные и аквакомплексы. Результат такого эффекта – более высокое защитное действие ингибиторной композиции в присутствии фосфат анионов.