рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Вольтамперные измерения на платиновом электроде в самарийсодержащих хлоридных расплавах

Работа сделанна в 1997 году

Вольтамперные измерения на платиновом электроде в самарийсодержащих хлоридных расплавах - Дипломная Работа, раздел Химия, - 1997 год - Исследование электрохимического поведения ионов самария в хлоридных и хлоридно-фторидных расплавах Вольтамперные Измерения На Платиновом Электроде В Самарийсодержащих Хлоридных...

Вольтамперные измерения на платиновом электроде в самарийсодержащих хлоридных расплавах.

На рис. 4.6 представлены хроновольтамперограммы расплава KCl - NaCl - SmCl3 на платиновом электроде в интервале концентраций SmCl3 от 0,495 до 2,97 10-4 моль см3 и скорости поляризации 0,1 В с. Как видим, добавление трихлорида самария в количестве 5 10-5 моль см3 приводит к появлению на вольтамперной кривой волны восстановления при потенциалах - 1,55-1,8 В. С ростом содержания в расплаве SmCl3 высота волны увеличивается и при концентрации трихлорида 2 10-4 моль см3 появляется растянутая по оси потенциала предволна, предшествующая основной волне восстановления самария.

На рис. 4.7 приведены циклические вольтамперные кривые хлоридного расплава в интервале концентраций SmCl3 0,495-2,57 10-4 моль см3 V 0,1 В с. Как видно из рисунка, при добавлении в расплав трихлорида в анодной части кривой появляется волна при потенциалах - 0,4-0,6 В, которая с увеличением концентрации SmCl3 растет. 4.3 Влияние фторид-иона на процесс электровосстановления ионов самария в хлоридно - фторидных расплавах.

На рис. 4.8 представлены циклическая вольтамперная кривая расплава KCl - NaCl - SmCl3 1 на серебряном электроде C SmCl3 1,743 10-4 моль см3 V 0,1 В с и далее хроновольтамперограммы хлоридно - фторидного расплава при последовательном добавлении NaF. Как видно из рисунка, при концентрации F- -иона 8 10-5 моль см3 соотношение C SmCl3 C NaF 2 1 первая волна катодного восстановления не наблюдается вторая же волна растет по высоте и смещается в область более отрицательных потенциалов.

Что касается волны анодного растворения самария, то практически не наблюдается ее смещения по оси потенциала. На рис. 4.9 представлены вольтамперограммы расплава KCl - NaCl - SmCl3 1 на платиновом электроде и далее вольтамперные кривые при последовательном добавлении в систему фторида натрия.

Как видим, добавление F- -иона приводит к росту волны катодного восстановления и уменьшению анодной волны растворения самария. рис. 4.1. Хроновольтамперограммы расплава KCl - NaCl - SmCl3 на серебряном электроде Т 973К, V 0,1 В с Sкат. 0,08 см2. 1 - фоновый электролит С SmCl3 , моль см3 104 2 - 0,854 3 - 1,33 4 - 2,12. рис. 4.2. Хроновольтамперограммы расплава KCl - NaCl - SmCl3 на серебряном электроде при различных скоростях поляризации Т 973К, С SmCl3 2,12 10-4 моль см3 Sкат. 0,08 см2. V, В с 1 - 0,01 2 - 0,02 3 - 0,05 4 - 0,1 5 - 0,2 6 - 0,5. рис. 4.3. Циклические вольтамперограммы расплава KCl - NaCl - SmCl3 на серебряном электроде при различных потенциалах срыва Т 973К С SmCl3 1,33 10-4 моль см3 V 0,1 В с Sкат. 0,09 см2. 1 - фоновый электролит В 2 - 2,4 3 - 2,25. рис. 4.4. Циклические вольтамперограммы расплава KCl - NaCl - SmCl3 на серебряном электроде при различных потенциалах срыва Т 973К С SmCl3 1,743 10-4 моль см3 V 0,2 В с Sкат. 0,09 см2 В 1 - 2,3 2 - 2,5. рис. 4.5. Циклические вольтамперограммы расплава KCl - NaCl - SmCl3 на серебряном электроде при различных потенциалах срыва Т 973К С SmCl3 1,743 10-4 моль см3 V 0,5 В с Sкат. 0,09 см2 В 1 - 2,4 2 - 2,15 3 - 2,1. рис. 4.6. Хроновольтамперограммы расплава KCl - NaCl - SmCl3 на платиновом электроде Т 973К, V 0,1 В с Sкат. 0,057 см2 кривые 4, 6, 7 Sкат. 0,076 см2 кривые 1, 2, 3, 5 . 1 - фоновый электролит С SmCl3 , моль см3 104 2 - 0,495 3 - 1,115 4 - 1,33 5 - 1,743 6 - 2,12 7 - 2,97. рис. 4.7. Циклические вольтамперограммы расплава KCl - NaCl - SmCl3 на платиновом электроде при различных потенциалах срыва Т 973К C SmCl3 0,495 - 2,97 10-4 моль см3 V 0,1 В с Sкат. 0,057 см2 кривые 4, 6, 7 Sкат. 0,076 см2 кривые 1, 2, 3, 5 . 1 - фоновый электролит В 2 - 1,8 3 - 2,3 4 - 2,1 5 - 2,3 6 - 2,1 7 - 2,2. рис. 4.8. Циклические вольтамперограммы расплава KCl - NaCl - SmCl3 на серебряном электроде при последовательном добавлении NaF Т 973К V 0,1 В с Sкат. 0,09 см2. 1 - С SmCl3 1,743 10-4 моль см3 C NaF , моль см3 104 2 - 0,87 3 - 1,74. рис. 4.9. Циклические вольтамперограммы расплава KCl - NaCl - SmCl3 на платиновом электроде при последовательном добавлении NaF Т 973К V 0,1 В с Sкат. 0,076 см2. 1 - С SmCl3 1,743 10-4 моль см3 C NaF , моль см3 104 2 - 0,87 3 - 1,74 4 - 8,29. 4.4 Анализ вольтамперных зависимостей по диагностическим критериям и механизм восстановления Sm3 -иона в галогенидных расплавах.

Для выяснения механизма электровосстановления ионов самария в хлоридных и хлоридно-фторидных расплавах мы провели анализ вольтамперных зависимостей на серебряном и платиновом электродах.

Для этого был проведен расчет тока, потенциала первой волны и потенциала полуволны при различных концентрациях SmCl3 в расплаве и скоростях поляризации. Для выяснения характера электродного процесса на серебряном электроде по диагностическим критериям проведен расчет числа электронов n, переносимых в электродной реакции.

Эти данные для серебряного электрода представлены в табл. N7, для платинового - в табл. N8. Таблица N7 C SmCl3 , моль см3 104V, В сi, мА см2 первая волна- k, B- 1 2k, B0,4950,198,06 1,850 - 1,7430,1 0,252,78 82,50 1,955 1,9481,895 1,8752,120,01 0,02 0,05 0,1 0,29,38 21,88 37,50 68,31 97,491,865 1,870 1,880 1,880 1,890- 1,830 1,830 1,820 1,830 2,970,1 0,268,75 115,631,965 1,9551,910 1,870 Таблица N8 C SmCl3 , моль см3 104V, В сi, мА см2 первая волна- k, B- 1 2k, B0,4950,133,55 1,530 - 1,150,1 55,72 1,7051,5601,7430,1 101,981,9401,860 Отсутствие явного диффузионного пика на вольтамперных зависимостях на серебряном электроде свидетельствует о том, что процесс сопровождается химической реакцией, что также подтверждается видом кривой зависимости ip V1 2 - V1 2, приведенной на рис. 4.10. Анализ стационарных кривых по уравнению Гейровского - Ильковича дает число электронов для процесса, соответствующего первой волне, равное 1. Отсутствие анодной волны при потенциалах срыва, отвечающих первой волне катодного восстановления, говорит о том, что скорость последующей химической реакции значительно больше скорости развертки потенциала.

С учетом сказанного можно записать уравнения электродных процессов, протекающих на первой волне катодного восстановления Sm3 e Sm2 1 2Sm2 Sm3 Sm0 2 На второй волне катодного восстановления происходит восстановление иона Sm3 до металлического самария, что подтверждается появлением анодного пика при потенциалах возврата, отвечающих второй волне катодного восстановления SmCl63- 3e Sm0 6Cl- 3 существование иона Sm3 в хлоридных расплавах при концентрациях SmCl3 0-15 мол. в виде комплекса SmCl63- подтверждено авторами 29 . Разность потенциалов катодной и анодной волн значительно превышает величину 2,3RT nF, что указывает на необратимость процесса.

Анализ вольтамперных кривых на платиновом электроде позволяет сделать вывод о необратимом характере восстановления.

Лимитирующей стадией процесса при скоростях поляризации 0,1 В с является диффузия ионов к поверхности электрода.

Подтверждением тому является прямо пропорциональная зависимость ток электровосстановления от концентрации SmCl3 в расплаве, приведенная на рис.4.11. В области потенциалов - 1,0-1,5 В, соответствующей предволне в катодной части кривой, происходит сплавообразование с материалом электрода.

Анализ вольтамперных зависимостей хлоридно - фторидных расплавов позволяет сделать вывод об образовании фторидных и хлоридно - фторидных комплексов и стабилизации высшей степени окисления самария 3 SmCl63- xF- SmCl6-xFx 3- xCl- 4 где x 0-6. SmCl63- 6F- SmF63- 6Cl- 5 На это указывает исчезновение второй волны катодного восстановления на серебряном электроде при увеличении концентрации фторид-иона в расплаве, т.е. имеет место трехэлектронный процесс, описываемый уравнением Sm3 3e Sm0 6 . рис. 4.10. Зависимость тока пика от скорости поляризации.

Катод - Ag. рис. 4.11. Зависимость тока электровосстановления от концентрации SmCl3 в расплаве.

Катод - Pt. 5. Выводы. 1. Отработана методика получения безводного трихлорида самария. 2. Изучен механизм электровосстановления иона самария в хлоридных и хлоридно-фторидных расплавах. 3. Показано, что для серебряного электрода в хлоридных расплавах процесс восстановления протекает в две стадии, первая из которых осложнена последующей быстрой обратимой химической реакцией.

В целом процесс электровосстановления необратим. 4. На платиновом электроде процесс необратимый и носит диффузионный характер при малых скоростях поляризации в области потенциалов, соответствующих предволне, имеет место сплавообразование с материалом электрода. 5. В хлоридно - фторидных расплавах процесс электровосстановления необратим и одностадиен. 6.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Исследование электрохимического поведения ионов самария в хлоридных и хлоридно-фторидных расплавах

Перспективным способом получения РЗМ, их сплавов с другими металлами является электролиз расплавленных солей РЗЭ, а также их смесей. Для эффективного использования электролитического метода получения РЗМ… Для совершенствования технологии получения РЗЭ и их сплавов с другими металлами необходимы сведения о…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Вольтамперные измерения на платиновом электроде в самарийсодержащих хлоридных расплавах

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Строение расплавов систем хлорид фторид самария - хлорид фторид щелочного металла
Строение расплавов систем хлорид фторид самария - хлорид фторид щелочного металла. Под строением ионного расплава понимают состав и взаимное расположение частиц, из которых он состоит 20 . П

Постановка задачи
Постановка задачи. Анализ литературных данных показывает, что электрохимическое поведение иона Sm3 в галогенидных расплавах практически не изучено в теоретическом аспекте данной проблемы ост

Глава II Методы исследования и методика проведения эксперимента
Глава II Методы исследования и методика проведения эксперимента. Выбор электролитических методов исследования электродных процессов в расплавленных средах и применения аппаратуры. В последни

Теория электродных процессов с последующими химическими реакциями
Теория электродных процессов с последующими химическими реакциями. Процессы переноса заряда могут быть осложнены предшествующими или последующими химическими реакциями. Реакция переноса заря

Схемы вакуумной системы и системы очистки и осушки аргона
Схемы вакуумной системы и системы очистки и осушки аргона. Для исследования расплавов, содержащих ионы РЗМ, необходимо осуществить условия, гарантирующие отсутствие кислорода и влаги.

Глава III Исследование механизма электровосстановления ионов самария в хлоридных и хлоридно - фторидных расплавах
Глава III Исследование механизма электровосстановления ионов самария в хлоридных и хлоридно - фторидных расплавах. Исследование процесса электровосстановления ионов Sm3 вольтамперометрически

Вольтамперные измерения на серебряном электроде в самарийсодержащих хлоридных расплавах
Вольтамперные измерения на серебряном электроде в самарийсодержащих хлоридных расплавах. На рис. 4.1 представлены хроновольтамперные кривые расплава KCl - NaCl при последовательном добавлени

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги