Nghiên cứu mối tương quan giữa cấu trúc phân tử và khả năng ức chế ăn mòn kim loại của một số hợp chất hiđrazon tt

ĐẠI HỌC QUÔC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN





VŨ MINH TÂN








NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA CẤU TRÚC PHÂN TỬ
VÀ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI CỦA MỘT SỐ
HỢP CHẤT HIĐRAZON









LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC

HÀ NỘI – 2009

ĐẠI HỌC QUÔC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
***




VŨ MINH TÂN






NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA CẤU TRÚC PHÂN TỬ
VÀ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI CỦA MỘT SỐ
HỢP CHẤT HIĐRAZON

Chuyên ngành: Hoá lí thuyết và Hoá lí
Mã số: 62 44 3101



LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC




NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. PGS.TS Phạm Văn Nhiêu
2. GS.TSKH Nguyễn Minh Thảo





HÀ NỘI – 2009
MỤC LỤC
Trang

Các kí hiệu viết tắt
Danh mục các hình
Danh mục các bảng
MỞ ĐẦU………………………………………………………………… 1
Chương 1. TỔNG QUAN……………………………………………… 3

1.1. Cơ sở lí thuyết các phương pháp lượng tử gần đúng 3
1.1.1. Cơ sở của phương pháp MO………………………………… 3
1.1.2. Cơ sở lí thuyết các phương pháp gần đúng cho hệ
nhiều electron……………………………………………………………. 4
1.1.2.1. Phương pháp trường tự hợp của Hartree-Fock……………… 4
1.1.2.2. Phương pháp Roothaan………………………………………… 6
1.1.3. Sơ lược về các phương pháp tính lượng tử gần đúng…………… 7
1.1.3.1. Phương pháp không kinh nghiệm ab-initio………………… 7
1.1.3.2. Các phương pháp bán kinh nghiệm………………………… 8
1.1.4. Cách lựa chọn các phương pháp gần đúng…………………… 11
1.2. Khái quát về ăn mòn kim loại…………………………………… 12
1.2.1. Khái niệm và phân loại ăn mòn kim loại……………………… 12
1.2.2. Ăn mòn kim loại trong dung dịch axit………………………… 13
1.2.3. Các phương pháp chống ăn mòn kim loại…………………… 13
1.3. Sử dụng chất ức chế chống ăn mòn kim loại…………………… 15
1.3.1. Phân loại chất ức chế……………………………………………. 15
1.3.2. Cấu trúc phân tử chất ức chế hữu cơ…………………………… 16
1.3.3. Cơ chế tác động của chất ức chế hữu cơ……………………… 17
1.3.4. Lĩnh vực chủ yếu sử dụng chất ức chế…………………………. 17
1.3.5. Hiđrazon- Chất ức chế ăn mòn kim loại có hiệu quả………… 18
1.3.6. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chất ức chế ăn mòn kim loại
trên thế giới và ở Việt Nam……………………………………………. 19
1.4. Mối liên hệ giữa hiệu quả bảo vệ và cấu trúc của chất ức chế 20
Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……. 24
2.1. Nội dung nghiên cứu…………………………………………… 24
2.1.1. Tính các thông số lượng tử của các hiđrazon…………………… 24
2.1.2. Tổng hợp các hiđrazon có khả năng ức chế ăn mòn kim
loại cao………………………………………………………………… 24
2.1.3. Nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn của các hiđrazon tổng
hợp được trên kim loại đồng M1 trong dung dịch axit HNO

3
3M bằng
phương pháp tổn hao khối lượng và điện hoá…………………………. 27
2.1.4. Sử dụng phương pháp hồi qui tìm ra mối quan hệ giữa cấu trúc
phân tử và khả năng ức chế ăn mòn kim loại của các hiđrazon…………… 28
2.2. Các phương pháp nghiên cứu…………………………………… 28
2.2.1. Phương pháp tính hoá học lượng tử…………………………… 28
2.2.2. Phương pháp tổng hợp các hiđrazon……………………………. 29
2.2.3. Phương pháp xác định cấu trúc…………………………………. 30
2.2.4. Các phương pháp nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn kim
loại………………………………………………………………………. 30
2.2.4.1. Phương pháp tổn hao khối lượng…………………………… 30
2.2.4.2. Phương pháp điện hoá……………………………………… 32
2.2.5. Phương pháp phân tích tương quan thống kê………………… 35
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………………… 36
3.1. Kết quả tính toán các thông số lượng tử……………………… 36
3.2. Tổng hợp các chất ức chế hiđrazon…………………………… 46
3.2.1. Tổng hợp một số dẫn xuất loại axetophenon …………………… 46
3.2.2. Tổng hợp hiđrazit của một số dẫn xuất của axit benzoic thế… 52
3.2.3. Tổng hợp các hợp chất hiđrazon………………………………… 59
3.3. Kết quả xác định cấu trúc của các hiđrazon tổng hợp……… 68
3.3.1. Kết quả xác định phổ hồng ngoại (IR) của các hiđrazon
tổng hợp………………………………………………………………… 68
3.3.2. Kết quả xác định phổ cộng hưởng từ proton (
1
H-NMR)
của các hiđrazon tổng hợp……………………………………………… 70
3.3.3. Kết quả xác định phổ khối lượng (MS) của các hiđrazon
tổng hợp…………………………………………………………………. 75
3.4. Kết quả đánh giá khả năng ức chế ăn mòn kim loại

của các hiđrazon tổng hợp…………………………………………… 77
3.4.1. Kết quả đo khả năng ức chế ăn mòn theo phương pháp
tổn hao khối lượng………………………………………………………. 77
3.4.2. Kết quả đo khả năng ức chế ăn mòn theo phương pháp
điện hoá………………………………………………………………… 90
3.5. Mối tương quan giữa cấu trúc phân tử và khả năng ức chế
ăn mòn kim loại của các hiđrazon……………………………………. 94
3.5.1. Thiết lập phương trình hồi qui tuyến tính biểu diễn mối liên
hệ giữa cấu trúc phân tử và khả năng ức chế ăn mòn kim loại của
một số hiđrazon…………………………………………………… 94
3.5.2. Ảnh hưởng của bản chất và vị trí nhóm thế đối với hiệu quả
ức chế ăn mòn kim loại của các hiđrazon…………………………… 105
KẾT LUẬN……………………………………………………………. 106
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ……………… 108
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………. 110
PHỤ LỤC……………………………………………………………… 121