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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
QUÍMICA (31002013001P0)
Extrato da Justicia brandegeeana como inibidor ecoamigável de corrosão do aço carbono AISI 1020 em ácido sulfúrico
GEICY KELLY PIRES BARBOZA
DISSERTAÇÃO
25/10/2022

A busca por novos inibidores orgânicos de corrosão eco-amigáveis apresenta-se cada vez mais necessária, tendo em visto o elevado custo causado pela corrosão e a existência de inibidores convencionais altamente contaminantes. Desta forma, nesta dissertação foi investigado o efeito anticorrosivo do extrato em etanol das partes aéreas da espécie Justicia brandegeeana (Acanthaceae), popularmente conhecida como camarão-vermelho para o aço carbono AISI 1020 em meio ácido. Foram realizadas duas coletas, a primeira em junho de 2021 e a segunda em outubro de 2021 apresentando elevados teores de umidade (70% e 69%, respectivamente) e baixos rendimentos (4% e 3%, respectivamente). Os extratos de ambas foram analisados por infravermelho, onde notou-se que a sazonalidade interferiu apenas na intensidade das bandas, preservando a natureza das classes de substâncias extraídas. Foram identificados grupamentos polares, com capacidade de apresentar boa inibição da corrosão, como álcoois, carbonilas de ésteres carboxílicos, e o RMN 1H e 13C possibilitaram a identificação da classe dos carboidratos. Para todas as técnicas variou-se a concentração do extrato em 250, 450, 750, 1000 e 1500 ppm. As técnicas eletroquímicas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), polarização potenciodinâmica (PP) e resistência a polarização linear (RPL) foram realizadas em um OCP de 5400 s e foram consistentes entre si, apresentando boas eficiência de inibição da corrosão para todas as concentrações estudadas, mostrando ainda, que a eficiência de inibição é dependente da concentração do inibidor. As curvas de PP permitiram analisar, também, que o extrato se caracteriza como um inibidor misto, com tendência para a região catódica. Análises gravimétricas de perda de massa possibilitaram uma avaliação em maiores tempos de imersão do aço carbono no meio corrosivo, sendo eles: 3, 6, 24 e 48 horas. Os resultados mostraram boa eficiência de inibição da corrosão para todas as concentrações avaliadas, sendo mais expressivo a 1500 ppm com 94% de inibição em 6 h de imersão. Todas as concentrações obtiveram seu máximo eficiência a 6 h, se estabilizando em 24 h, com decaimento em 48 h de imersão. Ao avaliar o efeito da variação da temperatura o extrato apresentou boa estabilidade térmica, com 82% de inibição a 70 ºC, indicando uma fisissorção, e a eficiência foi corroborada pelos parâmetros físico-químicos de Ea, ΔH ǂ e ΔS ǂ . A atividade quelante do extrato em etanol, também, foi investigada frente aos íons de Fe+2, e o extrato apresentou 52% de efeito quelante, estando assim em consonância com os resultados obtidos pelas técnicas de avaliação da atividade anticorrosiva. Além disso, as imagens da morfologia da superfície metálica, geradas pela microscopia eletrônica de varredura (MEV) indicaram uma proteção da superfície com a presença do extrato vegetal, minimizando assim a rugosidade. Estes resultados então propiciam considerar o extrato em etanol da Justicida brandegeeana como um agente eco-amigável eficiente na prevenção da corrosão do aço carbono AISI 1020 em meio de H2SO4 1,0 mol L-1 .

Justicia brandegeeana, camarão-vermelho, inibidor de corrosão, ecoamigável, efeito quelante, aço carbono.
The search for new organic eco-friendly corrosion inhibitors is increasingly necessary, given the high cost caused by corrosion and the existence of highly contaminant conventional inhibitors. Thus, in this dissertation was investigated the anticorrosive effect of the extract in ethanol of the aerial parts of the species Justicia brandegeeana (Acanthaceae), popularly known as red shrimp for carbon steel AISI 1020 in acid medium. Two samples were collected, the first in June 2021 and the second in October 2021 with high moisture content (70% and 69%, respectively) and low yields (4% and 3%, respectively). The extracts of both were analyzed by infrared, where it was noted that seasonality interfered only in the intensity of the bands, preserving the nature of the extracted classes of substances. Polar groups were identified, with the ability to present good corrosion inhibition, such as alcohols, carbonylas of carboxylic esters, and 1H and 13C NMR allowed the identification of the carbohydrate class. For all techniques the concentration of the extract varied in 250, 450, 750, 1000 and 1500 ppm. The electrochemical techniques of electrochemical impedance spectroscopy (EIS), potentiodynamic polarization (PP) and linear polarization resistance (LPR) were performed in an OCP of 5400 s and were consistent with each other, showing good corrosion inhibition efficiency for all concentrations studied, also showing that the inhibition efficiency is dependent on the inhibitor concentration. The PP curves also allowed to analyze that the extract is characterized as a mixed inhibitor, with a tendency to the cathodic region. Gravimetric analysis of mass loss allowed an evaluation in greater immersion times of carbon steel in the corrosive medium, which are: 3, 6, 24 and 48 hours. The results showed good corrosion inhibition efficiency for all concentrations evaluated, being more expressive at 1500 ppm with 94% inhibition at 6 h of immersion. All concentrations obtained their maximum efficiency at 6 h, stabilizing at 24 h, with decay at 48 h of immersion. When evaluating the effect of temperature variation, the extract showed good thermal stability, with 82% inhibition at 70 ºC, indicating a physisorption, and the efficiency was corroborated by the physicochemical parameters of Ea, ΔH ǂ e ΔS ǂ . The chelating activity of the extract in ethanol was also investigated against Fe+2 ions, and the extract showed 52% chelating effect, being thus in line with the results obtained by the techniques of evaluation of anticorrosive activity. In addition, the images of the morphology of the metallic surface, generated by scanning electron microscopy (SEM) indicated a surface protection with the presence of the plant extract, thus minimizing the roughness. These results make it possible to consider the ethanol extract of Justicida brandegeeana as an eco-friendly agent efficient in preventing corrosion of carbon steel AISI 1020 in H2SO4 1,0 mol L-1 medium.
Brandegeean justice, red shrimp, corrosion inhibitor, eco-friendly, chelating effect, carbon steel.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
O trabalho possui divulgação autorizada
Geicy Kelly.pdf

Contexto

QUÍMICA
LP6 – QUÍMICA DE MATERIAIS ORGÂNICOS E INORGÂNICOS
SÍNTESE DE NOVAS TRIAZINANAS, TIOSSEMICARBAZIDAS E TIOURÉIAS COM POTENCIAL ATIVIDADE SEQUESTRANTE DE H2S E ANTICORROSÃO

Banca Examinadora

AUREA ECHEVARRIA AZNAR NEVES LIMA
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
JANAINA CARDOZO DA ROCHA Participante Externo
LUCIANO RAMOS SUZART Participante Externo
AUREA ECHEVARRIA AZNAR NEVES LIMA Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Edital Pró-Equipamentos para o Sistema Universidad 24
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO - Infraestrutura 24

Vínculo

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Outros
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