Extratos naturais obtidos do gênero Hymenaea como inibidores de corrosão para aço carbono em meio ácido

Abstract

Extratos aquosos produzidos a partir das espécies Hymenaea stigonocarpa e Hymenaea courbaril foram avaliados como inibidores de corrosão ambientalmente amigáveis para aço carbono em ácido sulfúrico 0,5 mol L-1. Os dados de corrosão eletroquímica foram obtidos a partir de experimentos de potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Análises da superfície foram realizadas por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X, perfilometria, difratometria de raios-X e espectrofotometria no ultravioleta-visível. A eficiência de inibição atingiu valores entre 60% e 90%, a 25 ºC, com a concentração máxima dos extratos de 1,233 g L-1. Os extratos diminuíram a velocidade de reação de corrosão do aço em meio ácido. Observou-se que a energia de ativação do processo de corrosão inibido aumentou até 2,5 vezes em comparação com o processo não inibido. Moléculas orgânicas constituintes dos extratos vegetais foram detectadas na superfície do aço. O desenvolvimento de um filme inibidor foi modelado pela isoterma de Langmuir. Os extratos derivados do gênero Hymenaea atuaram como inibidores de corrosão por um mecanismo de bloqueio da superfície, por meio da adsorção física, e diminuiu a velocidade da reação de liberação de hidrogênio. Os extratos usados neste trabalho são eficientes e possuem características que os classificam como inibidores de corrosão que atendem aos conceitos da Química Verde.

Abstract: Aqueous extracts from the species Hymenaea stigonocarpa and Hymenaea courbaril were tested as eco-friendly corrosion inhibitors for carbon steel in 0.5 mol L-1 sulfuric acid. Electrochemical corrosion data were obtained from open circuit potential, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy experiments. Surface analyzes were performed by scanning electron microscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, profilometry, X-ray diffractometry and ultraviolet-visible spectrophotometry. The inhibition efficiency reached values between 60% and 90%, at 25 ºC, with the maximum concentration of the extracts at 1.233 g L-1. The extracts decreased the corrosion reaction rate of steel in acidic medium. It was observed that the activation energy of the inhibited corrosion process increased up to 2.5 times compared with the uninhibited process. Organic molecules constituting the plant extracts were detected on the steel surface. The development of an inhibitory film was modeled by the Langmuir isotherm. Extracts derived from Hymenaea acted as corrosion inhibitors by a surface blocking mechanism, through physical adsorption, and decreased the rate of hydrogen evolution reaction. The extracts used in this work are efficient and have characteristics that classify them as corrosion inhibitors that meet the concepts of Green Chemistry.