Orgsol + xH2Oads ↔ Orgads + xH2O(sol) (IV.5)
IV. 12(a)) Ce comportement est net et pourrait être attribué à la formation de la couche de
IV. 9) ont été calculés aux différentes températures, en absence et en présence de BI Les
IV.2.4. Comparaison de l’action inhibitrice des trois composés en milieu acide chlorhydrique.
L'efficacité inhibitrice des composés étudiés dérivés du benzimidazole dépend du type de groupement fonctionnel substituant dans l'anneau benzénique. L'unité polaire est considérée comme le centre de réaction pour le processus d'adsorption. Ainsi, les composés hétérocycliques organiques polaires (contenant des groupes fonctionnels polaires tels que - OH, -OCH3, -Cl, -NO2, -CN, -C = N-, -CH3, -NH2, …etc), ainsi que des liaisons non saturées
(doubles et triples) sont adsorbés facilement sur la surface métallique, formant des liaisons
Figures IV.39 : Evolution de la résistance
de transfert de charge en fonction du temps d'immersion en absence et en présence du NNBI dans HCl 1M.
Figures IV.40 : Evolution du taux
d'inhibition en fonction du temps
d'immersion du NNBI 10-4 M dans HCl
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chimiques par transfert de charge entre leurs atomes polaires (centres d’adsorption) et le métal. La taille, les facteurs stériques, l'orientation, la forme, la densité électronique au niveau des atomes (ou groupes) donneurs, la planéité, l'aromaticité et la charge électrique de la molécule inhibitrice déterminent le degré d'adsorption et par conséquent l'efficacité de l’inhibiteur [24,31]. Il est montré que plus l'enthalpie libre d'adsorption dérivée de la thermodynamique du processus d’adsorption n’est négative, plus les taux d'inhibition sont élevés [33].
Dans cette étude on a évalué l'effet du substituant (groupes-OCH3 et -NO2) sur les
propriétés inhibitrices du 1-Benzyl-2-phényl-1H-benzimidazolevis-à-vis de la corrosion de l’acier XC52 dans l'acide chlorhydrique 1M. La vitesse de corrosion, la résistance de polarisation, la capacité de double couche et l’efficacité inhibitrice en fonction de la concentration des dérivés du benzimidazole étudiés sont données en figures IV.41-44.
Figure IV. 41 : Evolution de la densite du
courant de corrosion (icorr) de MMBI, BI et
NNBI en fonction de la concentration à 293 K.
Figure IV. 42 : Evolution de la résistance de
transfert de charge (Rtc) de MMBI, BI et NNBI
en fonction de la concentration à 293 K.
Figure IV. 43 : Evolution de la capacité de la
double couche (Cdl) de MMBI, BI et NNBI
en fonction de la concentration à 293 K.
Figure IV. 44 : Evolution de l’efficacité
inhibitrice (EI (%)) de MMBI, BI et NNBI en fonction de la concentration à 293 K.
103
Tous les dérivés du benzimidazole étudiés sont d'excellents inhibiteurs et agissent en tant qu'inhibiteurs mixtes vis-à-vis de la corrosion de l'acier XC52 dans HCl 1M. La vitesse de corrosion, la capacité de la double couche électrique (Cdl) diminuent et la résistance de
polarisation augmente en fonction de la concentration de chacun des trois inhibiteurs. Ces variations peuvent résulter d'une diminution de la constante diélectrique locale et/ou d'une augmentation de l'épaisseur de la double couche électrique, suggérant ainsi que les molécules inhibitrices agissent par adsorption à l'interface métal/solution [29, 33, 34]. Ce type de comportement peut être généralisé et expliqué par le modèle de Helmholtz donné par :
(IV.17)
où ε est la constante diélectrique du milieu, ε0 est la permittivité de l'espace libre, A est le
surface efficace de l'électrode, d est l'épaisseur de la double couche protectrice formée par l’espèce inhibitrice.
Les deux atomes d'azote présents dans le noyau imidazole du dérivé benzimidazole, ainsi que le cycle aromatique pouvant augmenter la planéité de la structure moléculaire, sont susceptibles de faciliter l'adsorption de ces composés sur la surface métallique. Il est rapporté que la substitution en position 2 de BI par des groupes appropriés, tels que phényle, mercapto, benzènesulfonamide, benzamide, pyridyle, amine, hydroxyle, alkyle et autres améliore l'efficacité de BI en tant qu'inhibiteur de corrosion [22, 32, 35-40].
Il a été montré aussi que la présence d’un substituant phényle en position 2 de BI (2- phényl-benzimidazole BI) réduit l’énergie de solvatation de BI et ceci contribue à l’accroissement du potentiel d'adsorption du BI sur la surface du métal. À cet égard, l’étude de l’effet électronique des substituants liés au groupe phényle (en positions 2 et 4) de PBI sur le pouvoir inhibiteur de ces composés vis-à-vis de la corrosion de l’acier en milieu HCl 1M est réalisée par A.Dutta et coll. [22]. Ces auteurs concluent que les dérivés para-substitués offrent une plus grande performance anticorrosive par rapport aux dérivés correspondants substitués en ortho.
Ainsi, il est à noter que les résultats trouvés dans notre travail corroborent fortement. Les taux d'inhibition de la corrosion déterminés par les deux techniques électrochimiques sont dans l'ordre suivant : MMBI >BI >NNBI [41]. On note que l’activité inhibitrice de chaque composé calculé par impédancemétrie est un tout petit peu supérieur à son homologue déterminée par polarisation potentiodynamique.
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L'efficacité d'inhibition maximale trouvée est pour la concentration de 10-4M dans tous les cas. Le processus d'adsorption de tous les additifs s'est avéré être spontané et suit l'isotherme d'adsorption de Langmuir.
Celui de MMBI, s’effectue selon une chimisorption alors que ceux du BI et NNBI, ils suivent un mécanisme mixte (chimisorption altérée par une physisorption).
La différence de comportement des dérivés de benzimidazole pourrait s'expliquer par la variation de leurs structures chimiques notamment les sites de coordination. Ces différences sont attribuées à la présence du groupement électro donneur métoxy (-OCH3) dans la structure
du MMBI et du groupement électroaccepteur nitro (NO2) dans NNBI [22,24, 41].
Le métoxy renforce la densité électronique sur les deux azotes du benzimidazole et fournit ainsi des centres d'adsorption actifs comme rapporté par les chercheurs [24, 39, 41] alors que le nitro diminue la densité électronique au centre d'adsorption de l'inhibiteur et réduit donc la tendance à l'adsorption sur la surface métallique.
Dans de nombreux cas, l'efficacité de l'inhibition dépend largement de la nature des substituants (électrodonneurs ou électroattracteurs) selon la constante de Hammett (δ).
Il est observé que l'inhibiteur organique avec le substituant -OCH3 qui a la valeur la
plus élevée (en négatif) de δ(-0,22), montre l'efficacité d'inhibition la plus élevée comparée à celui ayant le substituant –NO2 avec σ (+0.78).
C. Verma et coll. [24] rapportent plusieurs travaux similaires qui ont prouvé que la