Влияние ультразвука на равновесие и кинетику ряда кислотно-основных и одноэлектронных электродных реакций

• Автор: Шурай, Сергей Петрович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 194 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Ультразвук и его роль в различных физико химических процессах

обзор литературы

1.1. Общая характеристика ультразвука и источников его генерации

1.2. Влияние ультразвука на химические реакции в растворах.

1.3. Ультразвук в электрохимических процессах

1.3.1. Влияние ультразвука на кинетику и механизм электрохимических реакций

1.3.2. Влияние ультразвукового поля на поляризацию электродов при электрохимическом восстановлении и выделении газов.

1.3.3. Влияние ультразвукового поля при электроосаждении металлов

1.3.3.1.Влияние ультразвука на поляризацию электродов при электрооса ждении меди .

1.3.3.2. Влияние ультразвука на поляризацию никеля.
1.3.3.3. Влияние ультразвука на поляризацию электродов при электролизе хрома, серебра и других металлов.
1.3.4. Природа влияния ультразвука на электродный потенциал
1.4. Применение ультразвука в методах химического анализа
2. Некоторые закономерности полярорафичсского поведения ионов титанаУ и хрома III обзор литературы
2.1. ТитанУ титан1П.
2.2 Хром III.
3. Экспериментальная часть.
3.1. Методика эксперимента.
3.1.1 .Генерирование ультразвука.
3.1 .Электрохимические измерения
3.2. Реактивы и материалы
4. Влияние ультразвука на растворы слабых электролитов
4.1. Влияние предшествующей ультразвуковой обработки на кислотноосновное равновесие в растворах борной и карбоновых кислот
4.1.1.Водные растворы борной кислоты
4.1.2. Водно спиртовые растворы уксусной и стеариновой кислот.
4.2. Влияние ультразвука на кинетический полярографический ток борной кислоты.
5. Влияние ультразвука на массоперенос структурированного слоя витамина В2 в растворах электролитов.
6. Влияние ультразвука на полярографическое восстановление ионов титана IV и хрома 1
6.1. Необратимая полярографическая волна титана IV в перхлоратных и
сульфатных электролитах.
6.1.1.Теоретические модели электродной реакции Т11УуПШ
6.1.2. Сопоставление теоретических моделей с экспериментом.
6.2. Полярографические волны сульфата, хлорида и нитрата хрома III в
перхлоратном растворе.
7. Электроаналитическое приложение.
7.1. Потенциометрия
7.2. Полярография
8. Выводы
9 . Список цитированных источников
. Приложение.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Избирательность воздействия ультразвука, потеря многих его свойств после отключения генератора звуковых колебаний, наличие окислительных свойств воды, насыщенной водородом, говорит о том, что при озвучивании образуются промежуточные, коротко живущие частицы. Как показано в работе , недостатком многих исследований, посвященных выяснению природы механизма действия ультразвука, является то, что уделялось внимание выяснению стабильных, конечных продуктов реакций, а не первичных. Это подтверждено последующими исследованиями и являются уже признанными 4, 7, , , . Образованные радикалы в зависимости от условий дают другие химические соединения и свободные радикалы 7, , , О, Н, Н, НоО, ОН н2о2, ОН, Н. ЯЕ . В атмосфере аргона образуется ион кислорода , а также проходят некоторые обратные реакции. Присутствующий в растворенном состоянии азот под действием ультразвуковых колебаний превращается в К2, Ы, которые впоследствии образуют 0, 0 ,Ы, . О и другие продукты . Установленные первопричины и вторичные эффекты химического воздействия акустического поля позволяют объяснить многое реакции, например, указанные в работах , . Воздействие ультразвуковых волн на протекание колебательных реакций рассмотрено в работах . Обнаружено, что под действием ультразвука с частотой кГц и мощностью 1 Втсм2 уменьшаются как время до начала колебаний, так и период колебаний, изменяются амплитуда и время протекания концентрационных колебаний. Отмечен эффект инициирования с помощью ультразвуковых волн концентрационных колебаний длительностью более часов в системах, где концентрационные колебания затухают в течение мин. Предложен механизм влияния ультразвука на некоторые стадии реакции Белоусова Жаботинского. Таким образом, ультразвук в зависимости от состава раствора, газовой среды, частоты и интенсивности ультразвуковых колебаний, продолжительности озвучивания может избирательно влиять на ход химических превращений в водных системах. Основные исследования влияния ультразвука на электрохимические процессы начали развиваться интенсивно в области озвучивания реакций электроосаждения металлов. Это связано с возможностью увеличения предельно допустимых плотностей тока а, следовательно, скорости осаждения на электроде металла , , снижения перенапряжения на катоде , , улучшения качества полученного металла при электролизе , эффективной очистки поверхности электрода . Поэтому основным направлением работ является поиск оптимальных режимов озвучивания для решения технологических задач. Одновременно выясняется действие ультразвука на поляризацию электродов и кинетику окислительно восстановительных электродных реакций. Однако надо отметить, что при электролизе применяется ультразвук большой частоты и интенсивности. Сделанные выводы были впоследствии полностью подтверждены авторами работ . В работах , было обнаружено резкое увеличение предельного тока полярографического восстановления ионов металлов. Однако этот эффект, по видимому, не связан с собственно электрохимическим разрядом ионов металлов Си, , , на ртутном электроде, а обусловлен такими факторами, как уменьшение вязкости полярографируемого раствора увеличение коэффициента диффузии, а так же возможным уменьшением толщины диффузионного слоя на 1 2 порядка. Опыты по электроосаждению меди из пирофосфорнокислого и сернокислого электролитов показали, что ультразвук с интенсивностью 0, 0,3 Втсм2 и частотой колебаний кГц ухудшает равномерность распределения металлов на катоде, а с увеличением интенсивности поля неравномерность распределения меди по поверхности электрода повышается. Анализируя литературные данные использования ультразвуковых колебаний для процессов электроосаждения металлов, авторы работы показали невозможность сделать количественные сопоставления опытных данных, если они получены в различных условиях. Доказано , , что воздействие ультразвука увеличивает предельно допустимые плотности тока и дает возможность получения как блестящих, так и матовых латунных покрытий, приводит к снижению катодной и анодной поляризации и увеличению скорости электроосаждения меди в 45 раз в сравнении с условиями интенсивного механического перемешивания. Вишомирскис .