Влияние кислотно-основных и адсорбционных свойств оксида никеля на кинетику его растворения

• Автор: Агеева, Юлия Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.01, 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 245 с. : ил.

1.1 Физикохимические свойства оксидных фаз никеля 9 ,.

1.2 Кислотноосновные свойства оксидов и гидроксидов металлов.

1.3 Кинетические теории растворения оксидов металлов в растворах электролитов.

1.4 Существующие методики анализа кинетических кривых растворения оксидных фаз.

1.5 Влияние комплексонов на электрохимические,

адсорбционные свойства оксидов и кинетику их растворения.

1.6 Обзор результатов выполненных ранее исследований по экспериментальному изучению кинетических закономерностей растворения оксида никеля с позиций формальной гетерогенной кинетики.
Глава 2. Объекты и основные методики проведения исследований по изучению кинетических закономерностей растворения оксидов никеля в кислых средах

2.1 Методы идентификации оксида никеля II.

2.2 Основные реактивы.

2.3 Исследование кинетики взаимодействия оксида никеля

II с кислотами.
2.4 Методика изучения кислотноосновных свойств оксида никеля II.
2.5 Методика изучения электрохимических свойств оксида никеля и пассивного никеля в растворах серной кислоты,
ЭДТА и ОЭДФ.
2.6 Статистический анализ погрешностей.
2.7 Сглаживание данных эксперимента.
Глава 3. Экспериментальное изучение электрохимических
особенностей окисления и растворения никеля, окалины с никеля и хромоникелевого сплава в минеральных кислотах.
3.1 Экспериментальное изучение коррозионного и электрохимического поведения пассивного никеля и его оксидов в серной кислоте.
3.2 Моделирование анодного процесса и поляризационных 3 кривых ОЕ.
3.3 Исследование влияния комлексонов ЭДТА, ОЭДФ на 8 анодное поведение никеля в растворах серной кислоты.
3.4 Травление окалины с металлического никеля.
Глава 4. Экспериментальное изучение влияния различных параметров 0 на кинетику растворения оксида никеля II в сернокислых средах и анализ кинетических кривых растворения.
4.1 Результаты экспериментального изучения особенностей 1 влияния внешних факторов на процесс растворения оксида никеля II в растворах кислот.
4.2 Анализ кинетических исследований влияния серной 5 кислоты и комлексонов ЭДТА, ОЭДФ на скорость растворения оксида никеля II.
4.3 Анализ зависимости удельной скорости растворения 1 оксида никеля от различных параметров.
4.4 Влияние окислителей и восстановителей на скорость 0 растворения оксидов никеля II в кислых средах.
4.5 Особенности влияния ЭДТА и ОЭДФ как ингибиторов 6 процесса растворения оксидов никеля.
Глава 5. Результаты экспериментального исследования отдельных
стадий механизма растворения оксида никеля в серной кислоте.
5.1 Экспериментальное изучение кислотноосновных свойств 1 i и разработка методов анализа полученных данных.
5.2 Исследование адсорбционных закономерностей ионов 8 водорода на оксиде никеля II в присутствии комплексонов ЭДТА и ОЭДФ.
Г лава 6. Моделирование процессов растворения оксида никеля II в
растворах электролитов поиск механизмов растворения
6.1. Моделирование зависимости удельной скорости 6 растворения оксида никеля II в серной кислоте от .
6.2. Моделирование отдельных стадий процессов 8 растворения оксида никеля II.
6.3. Результаты моделирования процесса растворения i в
серной кислоте в присутствии добавок ЭДТА.
Общие выводы.
Литература


Установлено, что скачок потенциала в слое Гельмгольца на границе оксидэлектролит зависит от ионной силы электролита, раствора, специфической адсорбции и обусловлен установлением равновесия между раствором и оксидным электродом. При соприкосновении оксидов с растворами электролитов происходит формирование поверхностного заряда за счет диссоциации кислотных и основных групп. Согласно работам в симметричном 1. Шя 1. V МОН л я 1. К, К2, К3иК4константы равновесий. Определение значений точки нулевого заряда и изоэлектрической точки на оксидах показало, что их величины зависят от структуры поверхности и от ориентации атомов в кристалле отклонение от идеального кристалла обычно приводит к смещению изоэлектрической точки в более кислую область, от степени поверхностной гидратации с увеличением степени гидратации изоэлектрической точке соответствует более высокое значения рН от величины заряда катиона в оксиде, характера полупроводниковых свойств оксида, присутствия примесей и т. Следует отмстить, что имеется корреляция между положением точки нулевого заряда тнз рН0 и скоростью растворения оксидов. При уменьшении величины рН0 оксид растворяется медленнее. Так, 1пО и Си имеющие большие значения рН0, растворяются при одинаковых условиях в кислотах значительно быстрее, чем оксиды с меньшими значениями рН0 ТЮ2, аСгз, аЕез. С повышением температуры точка нулевого заряда исследованных образцов смещается в кислую область. У гидратированных образцов по сравнению с негидратированными изоэлектрическая точка смещается в область более высоких значений , поэтому первые обычно легче растворяются. При значениях выше рН0 поверхность оксида заряжается отрицательно за счет адсорбции ОГгрупп. С уменьшением значения величина поверхностного заряда ц0 уменьшается , . Гн и Г0н количество адсорбированных протонов и гидроксидионов соответственно. В отсутствие специфической адсорбции, т. Нтнз и рНюг совпадают ,. Было показано, что при изменении свойств катиона эффективный заряд, радиус величина рН0 для оксидов изменяется. Нг. Существуют экспериментальное доказательство того, что положение связано со средним электростатическим полем в решетке оксида . Химические теории растворения оксидов как диффузионные процессы. Довольно большое количество статей посвящено рассмотрению кинетики растворения оксидов металлов, предложили химическую теорию растворения твердых тел, которая долгое время использовалась для расчета удельной скорости растворения твердых веществ . Согласно этой теории, диффузия ионов на границе раздела фаз оксидэлектролит является лимитирующей стадией при растворении твердого тела. Ж удельная скорость растворенияа доля растворенного вещества время Ол коэффициент диффузии ионов Снас концентрация ионов при насыщении раствора концентрация ионов в объеме раствора V объем раствора 8 толщина двойного электрического слоя. Я и п константы, не зависящие от гидродинамического режима. Однако очень сложно объяснить по этой теории высокие опытные значения энергии активации растворения, в значительной степени превышающие энергию активации процесса при диффузном механизме. Уравнения 1. Уравнения 1. Электрохимические теории растворения оксидных фаз. Другие теории предполагают, что растворение оксидов возможно в том случае, если концентрация ионов в электролите ниже концентрации насыщения. Д и Д коэффициенты переноса ионов через двойной электрический слой на границе оксидэлектролит. Растворение кристаллов связано с процессами перехода катионов и анионов через прилежащий диффузионный слой толщиной 6. РКСМ 8, 1. А катодный ток. Комбинируя уравнения 1. А и 1оА токи обмена ионов металлов и анионов соответственно. Согласно теории сопряженного перехода катионов и анионов , , ,, , кинетика растворения оксидов в растворах комплексообразующих агентов определяется электрохимическим процессом, включающим две сопряженные реакции перехода ионов металла и кислорода ионов ОН в раствор. Данная теория позволяет объяснить ряд особенностей процесса растворения оксидов металлов. М и О их концентрации в оксиде. Согласно данной теории скорость растворения оксидов в зависимости от потенциала проходит через максимум.