Inhibition of the acid corrosion of iron with new pyrazole derivatives

¹ Laboratoire de chimie analytique appliquée, faculté des sciences, Oujda, Morocco.
² Laboratoire de physico-chimie des matériaux associé à l’AUPELF-UREF (LAF 502), École normale supérieure de Takaddoum, BP 5118, Rabat, Morocco.
³ Laboratoire de chimie organique-physique, faculté des sciences, Oujda, Morocco.

Abstract

Some new synthetized pyrazole organic-type compounds have been tested as inhibitors for the corrosion of iron in 1M HCl by weight-loss and electrochemical polarization methods. Both techniques gave the same order of inhibition. The compound l,3-bis(3' chloromethyl-5'-methyl-1'-pyrazolyl)propane (Inh.9) was the better inhibitor and its inhibition efficiency increased with increase of concentration and reaching 95% at 4.10^-4M. Polarization measurements have shown that the pyrazole substances studied inhibited both the anodic reaction of iron dissolution and the cathodic reaction of hydrogen evolution. These products act without changing the mechanism of the cathodic hydrogen evolution reaction. The corrosion inhibition of pyrazoles studied is regarded by a simple blocked fraction of the electrode surface related to adsorption of inhibitor species according to Langmuir isotherm model on the iron surface. The introduction in the pyrazole ring of a substituent such as -OH, -CO₂H, -CO₂CH₃, and -Cl in the position 3, enhances the inhibiting effect of the pyrazole compounds. The effect of temperature on the corrosion behaviour of iron indicated that inhibition efficiencies of (Inh.9) increased with increasing temperature in the range of 25 - 50 °C. The apparent activation energy for iron corrosion process are modified by addition of (Inh.9).

Résumé

Certains composés organiques de type pyrazole ont été synthétisés et testés comme inhibiteurs de corrosion du fer en milieu HCl IM par les méthodes gravimétrique et électrochimique. Le produit l,3-bis(3'-chlorométhyl-5'-méthyl-r-pyrazolyl)propane (Inh.9) est le meilleur inhibiteur de la série testé et son efficacité inhibitrice augmente avec sa concentration et atteint 95% à 4.10^-4M. Les mesures électrochimiques (courbes de polarisation) ont montré que les pyrazoles étudiés inhibent la réaction de dissolution du fer et celle de réduction de l'hydrogène. Ces composés agissent par adsorption à la surface du fer selon le modèle d'isotherme de Langmuir sans modification du mécanisme de réduction de proton, l'introduction des substituants tels que -OH, -CO₂H, -CO₂CH₃ et -Cl en position 3 sur le cycle pyrazolique augmente l'efficacité inhibitrice. L'effet de la température sur le comportement du fer indique que l'efficacité inhibitrice du produit Inh.9 augmente avec la température de 25 à 50°C. L'énergie apparente d'activation est modifiée par addition de (Inh.9).