Исследование электрохимических явлений на металлической, сульфидной (Cu2S) и теллуридной (Cu4Te3) меди

• Автор: Макаров, Антон Геннадиевич
• Шифр специальности: 02.00.01, 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Принятые условные обозначения.

Введение

1. ФИЗИКОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ, СУЛЬФИДНОЙ И ТЕЛЛУРИД ЮЙ МЕДИ.

1.1. Кристаллохимическая характеристика меди и ее халькогенидов.

1.1.1. Металлическая медь.

1.1.2. Сульфиды меди

1.1.3. Теллурид меди I

1.2. Особенности сгроения двойного электрического слоя ДЭС

1.3. Термодинамическая характеристика поведения халькогенидов меди в водной среде

4 1.3.1. Методика построения диаграмм Пурбэ.

1.3.2. Сульфид меди 1.
1.3.3. Теллурид меди
1.4. Кинетика электрохимического растворения меди в водных растворах.
1.4.1. В отсутствие образования комплексов и труднорастворимых соединений
1.4.2. Образование труднорастворимых соединений.
1.5. Определение потенциала незаряженной поверхности нулевого заряда.
Постановка задач исследования.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ХАЛЬКОГЕНИДОВ МЕДИ.
2.1. Синтез и идентификация халькогенидов меди
2.1.1. Сульфид меди I, Си2Я.
2.1.2. Теллурид меди, СщТез
2.2. Методика вольтамперометрических измерений
2.2.1. Обработка вольтамперных кривых.
2.3. Растворы.
2.4. Определение потенциала нулевого заряда методом измерения емкости ДЭС.
2.5. Органические вещества, использующиеся при измерении краевого угла смачивания.
2.5.1. Полиэтилсилоксановая жидкость
2.5.2. Перфтордекалин.
2.6. Методика измерения краевого угла смачивания.
2.7. Гравитационный метод Вильгельми.
2.8. Определение нулевого заряда по методу присыпания.
3. РАСТВОРЕНИЕ МЕДИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГ О
ТОКА В ВОДНЫХ АЦЕТАТНЫХ, ПЕРХЛОРАТНЫХ И НИТРАТНЫХ СРЕДАХ С И БЕЗ ДОБАВЛЕНИЯ СУЛЬФИДИОНА
3.1. Ацетатная среда.
3.2. Нитратная среда.
3.3. Перхлорати ая среда.
Выводы
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛА НЕЗАРЯЖЕННОЙ ПОВЕРХ
НОСТИ Е3 МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ МЕДИ И НЕКОТОРЫХ Е ХАЛЬКОГЕНИДОВ
4.1. Потенциал незаряженной поверхности меди в водноацетатном
растворе
4.2 Измерение потенциала незаряженной поверхности металлической
меди в ацетатной среде методом Вильгельми
4.3. Потенциалы незаряженной поверхности меди в растворах гидроксида калия
4.4. Определение потенциала незаряженной поверхности сульфида меди 1.
4.5. Определение потенциала незаряженной поверхности теллурида
меди СщТез
4.6. Влияние бромидиона на потенциал незаряженной поверхности
металлической меди, сульфида меди I и теллурида меди СщТез
4.7. Измерение дифференциальной емкости ДЭС на металлической меди, сульфиде меди I и теллуриде меди СщТез.
Выводы
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НУЛЕВОГО ЗАРЯДА СУЛЬФИДА МЕДИ I
В ПЕРХЛОРАТНОЙ СРЕДЕ. ВЛИЯНИЕ ГАЛОГЕНИДИОНОВ НА СМЕЩЕНИЕ НУЛЕВОГО ЗАРЯДА.
5.1. Перхлоратная среда
5.2. Влияние хлорид, бромид и иодидиона на смещение нулевого
заряда
5.2.1. Хлоридион
5.2.2. Бромидион
5.2.3. Иодидион.
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Результаты работы были доложены и обсуждены на I Всероссийской конференции Физикохимические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах ФАГРАН г. Воронеж, г 2ой Международной Научной конференции студентов и молодых ученых Актуальные проблемы современной науки, Самара, г. X и XI областной научнотехнической конференции Повышение эффективности металлургического производства, г. Липецк, гг. Публикации. По теме диссертации опубликовано 1 статья 7 тезисов докладов, две статьи направлены в печать Электрохимия, Зашита металлов. Структура и объем диссертации. Основной текст диссертации изложен на 3 страницах и состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложения. Список литературы состоит из 4 наименований на русском и иностранных языках. Диссертация включает таблиц и рисунков. В приложении приведены 4 таблицы. Благодарности. Автор глубоко и искренне благодарен д. В.В. Батракову за постоянную помощь и внимательное руководство работой на всех ее этапах. Считаю своим долгом поблагодарить и сказать огромное спасибо инженеру Липецкого государственного технического университета ВЕЧЕР НИНЕ МИХАЙЛОВНЕ за бескорыстную помощь, оказанную в выполнении рентгенографического анализа. Самые теплые слова благодарносги адресую всем сотрудникам кафедры общей и аналитической химии, которые вовремя оказали поддержку и понимание и не позволили сбиться с пути истинного, а также особо благодарю д. И.Г. Горичева за ту веру, которую он постоянно вселял и вселяет в меня. Исторически сложилось так, что сисгема медьвода в природных и техногенных процессах тесно связана с элементами шестой группы периодической системы, а именно кислородом, серой, селеном и теллуром. Несмотря на то, что в научной литературе появились работы, посвященные изучению физикохимических свойств халькогенидов металлов в условиях их поляризации 6 и без наложения внешнего тока ,8, тем не менее многие вопросы остались открытыми. Например, каков состав продуктов и каков механизм их формирования в условиях незначительной поляризации металла, например, черновой меди при анодном растворении с образованием сульфида меди I или II или какое вещество образуется на самородной меди в зоне гипергенеза за счт работы гальванических пар, образованных с другими ток проводящими соединениями в присутствии иона какова величина потен
циала незаряженной поверхности халькогенидов меди мх и влияние состава раствора на его величину. Можно было бы назвать проблему, вскрывающую связь между типом кристаллографической структуры токопроводящего вещества и током его саморасгворения. Ниже рассмотрена физикохимическая характеристика металлической Си, сульфидной СигВ и геллуридной СщТез меди, включающая краткую кристаллохимическую, а также особенности формирования двойного электрического слоя ДЭС на полупроводниках. Рассматриваются вопросы химической кинетики образования на металлах их халькогенидов и особенности смачиваемости последних. Медь металлическая родоначальница структурной группы металлов, в которую, кроме меди, входят серебро и золото. Кристаллизуется в кубической сингонии, для кристаллической структуры характерна гранецентрированная решетка. По углам и в центрах граней элементарного куба расположены атомы меди, радиусы которых равны 1. Каждый атом меди окружен ю ему подобными, располагающимися вокруг него по вершинам кубооктаэдра, то есть координационное число меди равно 9. Си, до СБ ковеллин Си8 рис. В природе наиболее распространен халькозин с примесями в отдельных образцах ковеллина. Сульфид меди I, Си кристаллическое вещество свинцовосерого цвета, существует в форме низкотемпературного ромбического псевдогексагонального с параметрами решетки 21,0, 62,8, с 1,1 нм и высокотемпературного в виде трех модификаций ромбической, гексагональной рис. Плотность изменяется в пределах 5,3. К . Конечными продуктами окисления халькозина являются оксиды меди, СиО, и серы, 8СЬ, в промежуточных реакциях образуются сульфаты и металлическая медь. Рис. Диаграмма состояния системы медьсера
Рис. Структура гексагонального 2. Черные кружочки светлые мелкие кружочки Сип, светлые большие . ДОе 1 С Г а 3 , 2.