Studies on the kinetics of aluminium metal dissolution in aggressive acid media containing inorganic anions دراسات كيناتيكية على تآكل معدن الألمنيوم في الأوساط الحمضية التي تحتوي على أنيونات غير عضوية

Abstract

The kinetics of chloride ion pitting and inorganic anions inhibition of aluminium metal corrosion in IOM solutions of perchiocic acid were studied at 30° C in the ranges 0 Cl 08 molL1; 0 NO3 018 mol L1 and 0 ST 10 mol L1 where ST represents the sum of SO(2)4 and HSO4 species all at an ionic strength I 20 NaCIO4 The reactions were found to be governed by multistep equilibria in which C1 NO3 HSO4 SO(2)4 and dissolved oxygen 02 (g) compete for the metal surface The rate of corrosion was found to be zero order overall with an observed rate constant dependence on C1 of the form (KK_obsKo) kK_2 K_3 [ C1 ] 2 K_1 [O_2 ] K_2 [ C1 ] K_2 K_3 [ C1 ] 2 where K1 is the equilibria constant for 02(g) adsorption and K2 & K3 are successive adsorption constants for C1 ions The addition of nitrate or sulfate ions resulted in the inhibition of aluminium corrosion The results are discussed in terms of multistep competitive equilibria in which the nitrate or the sulfur containing species ( SO _4(2) HSO _4) screen the metal surface from chloride attack In all cases a mechanism involving three competitive equilibria viz molecular oxygen adsorption C1 adsorption and inhibitor adsorption followed by a rate determining dissolution step is proposed for the reactions

تمت دراسة كيناتيكية تحفيز أيون الكلوريد، وتثبيط أنيونات غير عضوية لعملية تآكل معدن الألمنيوم في محاليل حمضية عند درجة 30 ْم وتركيزات 0 NO3 018 mol L1، 0 ST 10 mol L1 حيث ST تمثل مجموع أيونات SO2 4 وHSO 4بثابت قوة I20 NaCIO4 وقد وجد أن التفاعل يتم على عدة خطوات اتزان تتنافس فيها أنيونات CI NO3 HSO4 SO42 والأكسجين الذائب O2، للإمتزاز على سطح المعدن كما وجد إن معدل سرعة التآكل له الرتبة الصفرية وأن ثابت سرعة التفاعل المشاهد يعتمد على تركيز CI حسب المعادلة الآتية (KK_obsKo) kK_2 K_3 [ C1 ] 2 K_1 [O_2 ] K_2 [ C1 ] K_2 K_3 [ C1 ] 2 حيث K1 هو ثابت الاتزان لامتزاز K2 & K3 وO2(g) هما ثوابت امتزاز أنيونات Cl وقد وجد أن إضافة أنيونات النترات تؤدي إلى تثبيط تآكل الألمنيوم وقد نوقشت النتائج على ضوء تنافس خطوات الاتزان المتعددة والتي تحجب فيها أنيونات النترات والكبريتات سطح المعدن من مهاجمة أنيونات الكلوريد وفي كل الأحوال فقد اقترحت آلية مكونة من ثلاثة اتزانات متنافسة هي امتزاز الأكسجين الجزيئي، امتزاز أيونات الكلوريد ثم امتزاز المثبط ويتبع ذلك الخطوة المحددة لسرعة التفاعل