Corrosion Inhibition Efficiency, Experimental and Quantum Chemical Studies of Neutral Red Dye for Carbon Steel in Perchloric Acidic Media

Abstract

Як інгібітор корозії вуглецевої сталі (C-сталь) досліджено барвник нейтральний червоний (НЧ) в 1М хлорній кислоті за допомогою методу втрати маси та теоретичних розрахунків, заснованих на теорії функціоналу густини (DFT). Визначено, що нейтральний червоний є ефективним інгібітором, і його ефективність інгібування за температури 293 К зростає до 89,50 % із збільшенням концентрації до 5•10-3 М. Для процесів розчинення і адсорбції розраховано такі термодинамічні параметри, як ентальпія, ентропія та вільна енергія Гіббса. Встановлено, що пригнічення корозії відбувається внаслідок спонтанної фізико-хімічної адсорбції молекул інгібіторів на поверхні C-сталі. За допомогою розрахованих квантових хімічних параметрів показана можливість існування зв’язку між ефективністю інгібітора та його електронними властивостями.The Neutral Red (NR) has been investigated as a corrosion inhibitor for carbon steel (C-steel) in 1M perchloric acid using a weight loss method and theoretical calculations based on density functional theory (DFT). The obtained results revealed that NR is an effective inhibitor and its inhibition efficiency increases with the increasing concentration to attain 89.50 % at 5•10-3 M at 293 K. The thermodynamic parameters as enthalpy, entropy and Gibbs free energy for both dissolution and adsorption processes are calculated and discussed. Moreover, the free energy of adsorption showed that the corrosion inhibition takes place by a spontaneous physicochemical adsorption of inhibitor molecules on the C-steel surface. The results show that the calculated values of the quantum chemical parameters indicate a possible existing link between the effectiveness of the inhibitor and its electronic properties.