Inibitori chimici

sostanze che rallentano varie reazioni chimiche. Gli inibitori sono ampiamente utilizzati per inibire o ritardare vari processi indesiderati, ad esempio la corrosione dei metalli, l’ossidazione di combustibili, lubrificanti e alimenti, la polimerizzazione e l’invecchiamento dei polimeri. Una caratteristica unica degli inibitori è la loro efficacia in basse concentrazioni (da millesimi dell ‘ 1 percento a diversi percento). L’efficacia dell’inibizione dipende dalla natura dell’inibitore e dalla natura della reazione inibita e dalla quantità dell’inibitore, dal tempo della sua introduzione nella miscela di reazione, dalla temperatura e dalla presenza di altre sostanze che influenzano l’efficienza degli inibitori.

Gli inibitori di corrosione vengono introdotti nel mezzo corrosivo per proteggere i metalli. Sono tra i mezzi più efficaci per il controllo della corrosione e sono ampiamente utilizzati in metallo decapaggio per rimuovere la scala, nella protezione di potere-impianti, nell’estrazione del petrolio e raffinatezza, industriali e di consumo di acqua di alimentazione, in i sistemi di raffreddamento di impianti industriali e mezzi di trasporto (motori a combustione interna), in la protezione delle macchine contro la corrosione atmosferica, a prova di acqua, e in altri campi. Gli inibitori sono ampiamente utilizzati per conservare parti di macchine e strumenti e per proteggerli durante il trasporto e lo stoccaggio tra i periodi di utilizzo. L’azione protettiva degli inibitori della corrosione è il risultato della loro capacità di modificare la cinetica delle reazioni elettrochimiche, che sono responsabili dei processi di corrosione. A seconda del tipo di reazione elettrochimica più fortemente ritardata dagli inibitori di corrosione, sono suddivisi in inibitori anodici, catodici e misti. Gli inibitori di corrosione anodica includono, ad esempio, ossidanti come cromati e nitriti, che sono ampiamente utilizzati nell’industria (aviazione, chimica, raffinazione del petrolio e altri). L’azione di questi inibitori fa sì che il metallo si trasferisca in uno stato stabile e passivo. Gli inibitori della corrosione catodica includono sali di arsenico e bismuto e vari composti organici che aumentano la sovratensione dell’idrogeno sul metallo. Gli inibitori catodici includono anche sostanze che assorbono depolarizzatori catodici. In particolare, l’idrazina e il solfito di sodio, che legano l’ossigeno disciolto in acqua, vengono utilizzati per proteggere le apparecchiature della caldaia. A seconda della natura del mezzo corrosivo, esistono inibitori di corrosione per media acidi, neutri e alcalini, nonché inibitori di corrosione atmosferica. Per proteggere dalla corrosione atmosferica, vengono ampiamente utilizzati i cosiddetti inibitori volatili, i cui vapori sono adsorbiti sulla superficie del metallo. Un metodo diffuso ed efficace per applicare gli inibitori della corrosione atmosferica li sta incorporando nei materiali di imballaggio. Il nitrito di dicicloesilammonio, il carbonato di cy-clohexilammonio e le miscele di urea o esame-tilenetetrammina (urotropina) con nitrito di sodio sono usati per proteggere i metalli ferrosi. I sali degli acidi nitrobenzoico e dinitrobenzoico con ammine sono usati per proteggere i metalli ferrosi in combinazione con metalli non ferrosi. Al fine di prevenire la corrosione del metallo, gli inibitori vengono aggiunti anche a combustibili, oli, lubrificanti e rivestimenti polimerici. Prodotti petroliferi ossidati, oli nitrati, solfonati, ammine, nitriti e altre sostanze vengono aggiunti a oli e lubrificanti; cromati e oli nitrati, tra le altre sostanze, vengono aggiunti ai rivestimenti polimerici.

Gli inibitori delle reazioni di ossidazione rallentano l’ossidazione da parte dell’ossigeno molecolare. Vengono aggiunti a combustibili, oli e lubrificanti per ritardarne l’ossidazione durante lo stoccaggio e l’uso. La presenza di alcuni metalli nei combustibili e negli oli esercita un’azione catalitica sull’ossidazione e diminuisce l’efficacia degli inibitori. Per eliminare questo effetto, i cosiddetti disattivatori metallici, come i salicilideni, vengono aggiunti ai combustibili, che insieme ai metalli formano complessi non reattivi. Fenoli, ammine aromatiche e alcuni composti di zolfo sono utilizzati principalmente come inibitori delle reazioni di ossidazione. Ad esempio, fenil-N-ammino-fenolo, 2, 4-dimetil-6-t-butilfenolo e 2, 6-di-t-butil-4-metilfenolo (nome commerciale, Topanol-O) vengono aggiunti alle benzine. Gli inibitori chimici aggiunti agli oli lubrificanti per lo stesso scopo di solito hanno strutture chimiche complesse e, oltre ad aumentare la stabilità all’ossidazione, migliorano anche un certo numero di proprietà operative di questi oli.

Gli inibitori dell’ossidazione alimentare sono sostanze naturali o sintetiche che ritardano l’ossidazione dei grassi e dei prodotti contenenti grassi. Esempi di tali inibitori sono tali spezie conosciute fin dall’antichità come timo, salvia e cumino, che conferiscono un gusto gradevole ai prodotti alimentari e inibiscono la loro ossidazione (rancidità). Gli inibitori naturali, di cui i tocoferoli sono i più noti, sono contenuti in molti grassi e oli naturali, ma questi inibitori vengono persi durante la raffinazione. Per questo motivo, gli inibitori chimici vengono spesso aggiunti ai grassi e agli oli raffinati. Le sostanze utilizzate per questo scopo includono, ad esempio, prodotti naturali, come olio di semi di cotone grezzo o di soia (in concentrazioni fino al 5%), o prodotti sintetici, come gli esteri non tossici dell’acido gallico, ad esempio gallati etilici e propilici e ionolo (3, 5-di-t-butil-4-idrossitoluene) e numerosi fenoli e ammine (ad esempio, per la protezione dell’olio di lino dall’ossidazione). L’azione degli inibitori chimici in questi casi può essere rafforzata da altre sostanze, come gli acidi citrico e ascorbico.

Gli inibitori della polimerizzazione inibiscono o ritardano la polimerizzazione dei monomeri (così come degli oligomeri) durante lo stoccaggio o la distillazione. Gli inibitori della polimerizzazione dovrebbero proteggere non solo dalla polimerizzazione spontanea, ma anche dall’ossidazione da parte dell’ossigeno atmosferico. Gli inibitori della polimerizzazione includono zolfo, fenoli, tannino, colofonia e sali di rame.