Summary
The strong complexation of Cu with cyclohexylamine in coolant waters of power stations containing this aminé as a pH regulating anticorrosion agent may have technically significant consequences affecting the dissolution of copper from the alloy material of the heat exchanger components.
The speciation of Cu(I) with cyclohexylamine (CHA) was studied in alkaline solutions in the pH range from 8.6 to 10 by differential pulse polarography. It was proved that the peaks correspond to the reversible reduction of Cu(I) complexes at the DME. The first reduction step Cu(II)/Cu(I) appeared only as a shoulder on the Hg-oxidation peak. The potentials of the Cu(I)-peaks are shifted more negatively with increase of the cyclohexylamine concentration and the pH. A modified DeFord-Hume-treatment was applied for the evaluation of the stoichiometric overall stability constantsβi andβij and ligand numbers of the formed simple complexes (Cu(CHA)2)+, (Cu(CHA)3)+, (Cu(OH)2)− and the mixed uncharged complex (Cu(OH) (CHA)) from the relationships between the peak potential shiftsΔE p and the ligand concentrations. The logarithms of the stability constants logβ between 11 and 17 indicate a strong binding of Cu(I). From the resulting stability constants the distribution of Cu(I) among these complexes was calculated and also presented graphically as three-dimensional plots of the dependence of the formation degree as well on the cyclohexylamine concentration as on pH.
Zusammenfassung
Die starke Komplexierung von Cu durch Cyklohexylamin (CHA) im Kühlwasser von Kraftwerken, dem Cyklohexylamin als pH-regulierendes Korrosionsschutzmittel zugegeben wird, kann in technischer Hinsicht Bedeutung für die Auflösung von Cu aus den Legierungsbestandteilen der Wärmetauscherkomponenten haben.
Die Komplexbildung von Cu(I) mit Cyklohexylamin wurde in alkalischen Lösungen im pH-Bereich 8,6–10 mit der differentiellen Pulspolarographie untersucht. Es wurde gezeigt, daß die Cu-Peaks der reversiblen Reduktion der Cu(I)-Komplexe an der Quecksilbertropfelektrode entsprechen. Die erste Reduktionsstufe von Cu(II)/Cu(I) erscheint nur als eine Schulter auf der Oxydationsstufe von Hg. Die Potentiale der Cu(I)-Peaks werden in negativer Richtung mit zunehmender Cyklohexylamin-Konzentration und mit zunehmendem pH verschoben. Mit einem modifizierten DeFord-Hume-Verfahren wurden aus der Potentialverschiebung der Cu(I)Peaks 4 Komplexe identifiziert, der gemischte Komplex Cu(OH)(CHA), der Hydroxokomplex (Cu(OH)2)− und zwei Cu(I)-Cyklohexylaminkomplexe, Cu(CHA)2 + und Cu(CHA)3 +, und deren stöchiometrische Stabilitätskonstantenβij bestimmt. Die Logarithmen der Stabilitätskonstanten liegen im Bereich 11–17, was eine starke Bindung von Cu(I) anzeigt. Aus den entsprechenden Stabilitätskonstanten wurde die Cu-Verteilung auf die genannten Komplexe in Abhängigkeit von der Cyklohexylaminkonzentration und vom pH berechnet und dreidimensional graphisch dargestellt.
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Dedicated to Prof. Dr. H. Strehlow, Göttingen, on his 65th birthday.
Taken in part from the Ph. D. Thesis of S. V. Narasimhan, University of Bombay 1983, on leave from Chemistry Division, Bhabha Atomic Research Center, Trombay, Bombay.
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Narasimhan, S.V., Valenta, P. & Nürnberg, H.W. Study on the speciation of copper(I) in the presence of cyclohexylamine in alkaline solution by differential pulse polarography. Mikrochim Acta 83, 291–309 (1984). https://doi.org/10.1007/BF01207076
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF01207076