LA ADSORCION COMO MECANISMO DE ACCION DE INHIBIDORES
Enviado por johnnyachong • 25 de Junio de 2012 • 2.412 Palabras (10 Páginas) • 827 Visitas
NOTA TÉCNICA
LA ADSORCION COMO MECANISMO DE ACCION DE INHIBIDORES
Los inhibidores de corrosión (filmógenos) y de incrustaciones funcionan sobre el principio de
adsorción. En esta nota revisamos este principio aplicado a la funcionalidad de los citados dos tipos de
inhibidores.
Adsorción o Absorción
Mientras que la adsorción es un fenómeno de superficie: adhesión de moléculas de líquidos, gases y
sustancias disueltas a la superficie de sólidos, la absorción es un fenómeno de profundidad: las moléculas
entran al seno del líquido absorbente.
El carbón activado, debido a su gran área superficial (superficie específica) (m2/g) y su naturaleza
porosa es capaz de adsorber grandes volúmenes de gas. Su selectividad hace que sea efectivo, por ejemplo
para máscaras de seguridad porque deja pasar aire y retiene vapores de hidrocarburos.
La adsorción ocurre también en solución, muchas partículas coloidales pueden, en solución, quedar
adsorbidas a un sólido en lugar del solvente.
El carbón activado puede retener colorantes de soluciones sin retener solvente.
Adsorción Física o Química
La adsorción es la capacidad de una sustancia sólida (adsorbente) para atraer a su superficie
molecular de un gas o solución (adsorbato) con el cual esta en contacto.
Existe una adsorción física o fisisorción que depende de fuerzas de Van Der Waals electrostáticas
de atracción entre moléculas de adsorbente y adsorbato que pueden visualizarse como condensación.
Existe también una adsorción química o quimisorción que depende de fuerzas de enlace químicas
especificas para cada sistema y de la formación de uniones que pueden requerir una energía de activación.
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El fenómeno de absorción comenzó a estudiarse a fines del siglo 18 (Scheele, 1773). La teoría de la
adsorción forma parte de una teoría más general como es la de los sistemas heterogéneos
multicomponentes cuyos fundamentos se deben a W. Gibbs (1876).
Las moléculas que migran a la interfase L-S son atraidas a la superficie reduciéndose la tensión
superficial. Las sustancias cuya tensión superficial es notablemente disminuida por absorción son
surfactantes. Gran parte de los inhibidores que describimos son surfactantes.
La fisisorción y la quimisorcion se diferencian en el método de interacción entre moléculas
adsobato – adsorbente. Debido a que la adsorción es usualmente causada por fuerzas físicas y quimicas no
existe una línea estricta de división entre fisio y quimi sorcion.
La adsorcion física es fácilmente revertida por ser una atracción fisica. La quimisorcion es el
resultado de compartir electrones entre adsorbato y el sólido una unión química, es difícil de revertir y se
requiere para ello una significativa cantidad de energia.
La fisisorción tiene lugar en condiciones favorables de presion y temperatura. La quimisorción es
mas especifica y requiere que las especies previamente adsorbidas al sólido sean removidas.
La fisisorción es un fenómeno multicapa y la quimisorción es monocapa.
Las moléculas adsorbidas por fisirción pueden ser removidas por vacío a la misma temperatura de
la adsorcion.
La fisisorcion tiende a ocurrir solamente a temperatura cercana o por debajo del PEb del absorbente.
La quimisorción usualmente ocurre a temperaturas siempre por encima del PEb del adsorbente.
Mecanismos de Adsorción en Inhibidores de Corrosión Filmógenos.
La adsorción de inhibidores de corrosión puede prevenir las reacciones anódicas, catódicas o ambas
responsables de la pila que origina corrosión. Esta adsorción puede ser física, química o ambas. El efecto
final es la formación de una barrera de difusión a los agentes corrosivos y/o en bloqueo de los sitios
anódicos y/o catódicos.
La fisisorcion (atracción electrostática químico-metal) retarda las reacciones anódicas (Fe° - 2e ->
Fe2) y las catódicas (liberación de hidrogeno – depolarizacion). La quimiosorcion es responsable de
despolarizar los agentes corrosivos y las moléculas de agua adsorbidas al metal.
Los compuestos que contienen en su estructura nitrógeno, azufre o ambos son buenos químicos
como inhibidores de corrosión. Por ejemplo:
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CH3
Dodecil bencil
N+ dimetil amonio
cloruro
CH3 CH2 (CH2)10 CH3
Cuerpo hidrofóbico (rechaza la molécula de agua)
Cabeza hidrofílica (se adsorbe al metal o prod. de corrosión)
Los IC filmógenos son, por su naturaleza estructural surfactantes anfifilicos (1949, Griffin).
Cuando los átomos de N y/o S se encuentran formando heterocompuestos su planaridad y pares de
electrones libres son importantes en los fenómenos de quimisorción.
En algunos compuestos como el siguiente:
5-amino-1, 3, 4-thiadiazole-2-thiol inhibidor molecule structure (Aldrich 98%)
El posible mecanismo para la quimisorción puede atribuirse a electrones donativos n del anillo
aromático.
Modelos de isotermas de adsorción (Damaskin – Parsons) permiten calcular que 3 moléculas de
agua pueden ser desplazadas por cada molécula de inhibidor.
Nota: estas conclusiones surgen de proyectar la molécula del qco. calculando su área y comparándola con
la de la molécula del agua.
Este químico se adsorbe en áreas tanto catódicas como anódicas.
La eficiencia de los ICF depende de su naturaleza y el estado de la superficie metálica, la
composición química y la estructura del inhibidor.
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La estabilidad (permanencia) del film inhibidor formado sobre la superficie metálica para proteger
el metal de la corrosión depende de algunas propiedades físico-químicas de la molécula, relacionadas a sus
grupos funcionales, aromaticidad, el posible efecto estérico (espacial), la densidad electrónica de los
átomos donores, el tipo de medio corrosivo y la naturaleza de la interacción entre inhibidor y metal.
Veamos el caso de un químico-el clorotrimazol, una droga de efecto antihongo ensayada como IC
para aluminio en contacto con HCl.
Recientemente, el estudio de relaciones cuantitativas de actividad estructural (qSAR) ha estado
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