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A atuação da cafeína como inibidora de corrosão do zinco metálico em meio etanólico

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A atuação da cafeína como inibidora de corrosão do zinco metálico em meio etanólico

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Título A atuação da cafeína como inibidora de corrosão do zinco metálico em meio etanólico
Autor Grosser, Fabiana Nogueira
Orientador Goncalves, Reinaldo Simoes
Data 2008
Nível Mestrado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Química.
Assunto Cafeína
Corrosao
Eletroquimica
Resumo O presente trabalho apresenta um estudo do comportamento eletroquímico do eletrodo de zinco em meio etanólico, contendo diferentes eletrólitos suportes, na ausência e presença de cafeína. Esta substância foi escolhida por se tratar de um composto orgânico, derivado da biomassa, ambientalmente não tóxico e economicamente viável. A atuação da cafeína como inibidora dos processos corrosivos do zinco foi avaliada através de diversas técnicas eletroquímicas como a potenciometria, ensaios potenciodinâmicos, curvas de polarização, cronoamperometria e espectroscopia de impedância eletroquímica. Estudou-se, também, o efeito inibidor do composto sobre a superfície do metal em soluções com condições de agressividade maiores, ou seja, com adição de água, ácido acético e na presença de íons cloreto. Para este último meio, a microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi utilizada como ferramenta auxiliar para avaliar a estrutura superficial com e sem cafeína. Os resultados revelaram que a cafeína promoveu um atraso no processo de corrosão, comprovando que a mesma também atua no combate à corrosão por pites. A cafeína apresentou-se como um inibidor anódico, dependente do potencial inicial e do tempo de adsorção Essa dependência indica uma etapa de adsorção no processo de interação envolvendo a cafeína e o eletrodo de zinco, que foi confirmada quantitativamente através da isoterma de Langmuir. O valor de energia livre de adsorção calculado sugere uma adsorção química e espontânea. As diferentes técnicas empregadas mostraram um resultado bastante positivo quanto ao desempenho da cafeína como inibidora da corrosão para o zinco em etanol, mesmo quando na presença de um meio agressivo, com a adição de contaminantes.
Abstract The present work shows a study of zinc behavior in ethanol, using different supporting electrolytes, in the absence and in the presence of caffeine. Many studies have been conducted to examine some naturally occurring substances in order to find environmentally safe substances which can act as corrosion inhibitors for different metals in a variety of environments, as caffeine. Electrochemical techniques were used to evaluate the caffeine (1,3,7-trimethylxanthine) adsorption ability on zinc surface in alcoholic solutions. More aggressive solutions containing water, acetic acid and chloride ions were also tested in absence and in the presence of caffeine. The addition of these contaminants did not avoid the action of caffeine as corrosion inhibitor for the zinc. The interaction between the organic compound and the metal surface was first characterized by open-circuit potential measurements (potentiometry). It was found that caffeine has an ability to block anodic charge transfer reactions on the electrode surface. The interaction between the organic compound and the electrode surface was found to be potential-dependent. This dependence indicates an adsorption process involving caffeine and the zinc surface, confirmed by Langmuir isotherm. Adsorption on the electrode surface was confirmed by comparing the voltammograms, Tafel plots and EIS curves of a zinc electrode in the absence and presence of dissolved caffeine. The calculated standard free energy of adsorption confirms a spontaneous chemical adsorption step.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/14363
Arquivos Descrição Formato
000663314.pdf (3.713Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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