Estudio de extractos etanólicos y acuosos de la Annona muricata L. (guanábana) como inhibidor ecológico de la corrosión del acero en medio ácido

Abstract

Los extractos etanólicos y acuosos de las hojas, cáscara y semillas de la Annona muricata L. (guanábana) fueron estudiados como inhibidor de la corrosión del acero 1008 en solución de HCl 1M utilizando los ensayos de pérdida de masa, electroquímicos: resistencia polarización lineal (RPL), pendientes de tafel y espectroscopia de impedancia electroquímica (EIE), Espectroscopía Raman y microscopía electrónica de barrido (MEB). Para el estudio, inicialmente se establecieron las condiciones de extracción (masa, tiempo y temperatura) a fin de determinar los extractos con la mayor capacidad inhibidora de la corrosión asociada al mayor valor de resistencia a la polarización, Rp, obteniéndose por ejemplo el valor 1089 Ohm, para el caso del extracto etanólico de las hojas las condiciones fueron 10 g, 2h y 21°C. La caracterización fisicoquímica y química de los extractos etanólicos y acuosos se realizó a través de la medida de densidad, pH e índice de refracción y el tamizaje fitoquímico y cuantificación de metabolitos, respectivamente. En relación a la caracterización fisicoquímica, se compararon los valores obtenidos por los extractos con los valores obtenidos por los solventes etanol y agua, para confirmar que se produjo la extracción y el tamizaje fitoquímico para evidenciar la presencia de metabolitos como alcaloides, taninos, fenoles, lactonas, flavonoides, entre otros. Para el extracto etanólico de hojas la cuantificación de metabolitos reportó en fenoles totales y alcaloides valores de 582,99 μg EAG / mL extracto y 3,76 % lupanina, respectivamente. La eficiencia de inhibición de la corrosión de los extractos etanólicos y acuosos de las hojas, cáscaras y semillas de la Annona muricata L. así obtenidos se evaluaron sobre acero 1008 inmerso en HCl 1M mediante los ensayos de pérdida de peso y electroquímicos a diferentes concentraciones del extracto inhibidor, entre 1% y 8% v/v, y a diferentes condiciones de temperaturas: 21°C, 30°C, 40°C y 50°C. Los extractos etanólicos y acuosos de las hojas reportaron una mayor eficiencia de inhibición al 6% v/v. Las isotermas de Langmuir obtenidas a partir de los resultados de los ensayos de pérdida de peso, permitieron establecer que el mecanismo de protección del acero en medio ácido en presencia de los extractos inhibidores se debió a la adsorción de una capa en la superficie del metal. Los ensayos electroquímicos reportaron que los extractos inhibidores actuaron como inhibidores del tipo mixto con carácter catódico. La verificación de la existencia de un producto adsorbido en la superficie del acero expuesto al HCl 1M en presencia del extracto etanólico de las hojas se realizó mediante la Espectroscopía Raman y las imágenes obtenidas por microscopía electrónico de barrido (MEB) complementadas con imágenes obtenidas por microscopía óptica (MO).

The ethanolic and aqueous extracts of leaves, peel and seeds of the Annona muricata L. (soursop) were studied as a corrosion inhibitor of 1008 steel in 1M HCl solution using mass loss tests, electrochemical tests: linear polarization resistance (RPL), tafel fit and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), Raman spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). For this study, the extraction conditions (mass, time and temperature) were initially established in order to determine the extracts with the highest corrosion inhibitory capacity associated with the highest polarization resistance value, Rp, obtaining for example the value of 1089 Ohm, in the case of the ethanolic extract of the leaves, the conditions were 10 g, 2h and 21°C. The physicochemical and chemical characterization of the ethanolic and aqueous extracts were carried out through the measurement of density, pH and refractive index and the phytochemical screening and quantification of metabolites, respectively. In relation to the physicochemical characterization, the values obtained by the extracts were compared with the values obtained by the ethanol and water solvents, to confirm the extraction took place phytochemical screening to demonstrate the presence of metabolites such as: alkaloids, tannins, phenols, lactones, flavonoids, among others. For the ethanolic extract of leaves the quantification of metabolites reported in total phenols and alkaloids values of 582.99 μg EAG / mL extract and 3.76% lupanin, respectively. The corrosion inhibition efficiency of the ethanolic and aqueous extracts of the leaves, peels and seeds of the Annona muricata L. thus obtained was evaluated on 1008 steel immersed in 1M HCl by weight loss and electrochemical tests at different concentrations of the inhibitor extract, between 1% and 8% v/v, and at different temperature conditions: 21°C, 30°C, 40°C and 50°C. The ethanolic and aqueous extracts of the leaves reported a greater efficiency of inhibition at 6% v/v. The Langmuir isotherms obtained from the results of the weight loss tests, allowed to establish that the mechanism of protection of steel in acidic medium in the presence of inhibitor extracts was due to the adsorption of a layer on the metal surface. Electrochemical tests reported that the inhibitory extracts acted as cathodic mixed type inhibitors. The verification of the existence of a product adsorbed on the surface of the steel exposed to 1M HCl in the presence of the ethanolic extract of the leaves was performed using Raman Spectroscopy and the images obtained by scanning electron microscopy (SEM) supplemented with images obtained by microscopy optical (MO).