Структурные превращения в объеме раствора и их влияние на процессы, протекающие на межфазной границе

• Автор: Соловьева, Нина Дмитриевна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 356 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Современный подход к проблеме растворов электролитов.

1.1.1. Структура воды.

1.1.2. Структура водных растворов электролитов

1.1.3. Физикохимические свойства растворов

электролитов и способы их определения.

1.2. Механизм и кинетические закономерности

электрокристаллизации металлов и сплавов
1.2.1. Зародышеобразование, рост кристаллов, влияние кристаллографической ориентации на параметры
двойного электрического слоя
1.2.2. Кинетические и термодинамические аспекты электроосаждения сплавов
1.2.2.1. Электроосаждение сплава железоникель
1.2.2.2. Выделение водорода на железе и его сплавах железоникель
1.3. Электрохимический способ очистки промывных и сточных вод
гальванических производств
Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Объекты исследования.
2.2. Приготовление растворов
2.3. Исследование физикохимических свойств растворов.
2.4. Подготовка поверхности электродов
2.5. Электроосаждение покрытий
2.6. Анодное растворение электролитических покрытий.
2.7. Методика извлечения ионов тяжелых металлов из промывных вод
гальванических производств электрохимическим способом
2.8. Анализ твердых отходов электрохимической очистки
модельных электролитов.
2.9. Приборы, используемые в работе.
2 Методы исследования.
. Электрохимические методы
. Измерение приэлектродного слоя.
. Микроструктурные исследования.
.1. Вторичноионная массспектрометрия. .
.2. Рентгенофазовый анализ
. Исследование физикохимических свойств покрытий.
.1. Определение микротвердости
.2. Измерение шероховатости.
.3. Методика коррозионных испытаний.
2 Методика исследования электрохимического восстановления хромовой кислоты на графитовом электроде.
2 Статистическая обработка экспериментальных данных.
Глава 3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ И
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В РАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И НА МЕЖФАЗНОЙ ГРАНИЦЕ ЭЛЕКТРОДЭЛЕКТРОЛИТ
3.1. Влияние природы катиона и аниона на вязкость, плотность, электропроводность разбавленных водных растворов.
3.2. Термодинамические свойства разбавленных однокомпонентных водных растворов электролитов
3.3. Физикохимические и термодинамические свойства
разбавленных многокомпонентных водных растворов.
3.4. Импедансметрия Мсодержащих растворов, моделирующих электролиты химического никелирования на электроде
3.5. Кинетические закономерности и механизм катодных процессов
в разбавленных растворах электролитов.
3.6. Влияние материала на скорость катодных процессов в разбавленных хром содержащих растворах.
3.7. Физикохимические закономерности электрохимической
очистки промывных вод гальванических производств
Глава 4 СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В КОТЩЕНТРИРОВАННЫХ СУЛЬФАТНЫХ И ХЛОРИДНЫХ РАСТВОРАХ,
СОДЕРЖАЩИХ ИОНЫ 2, Ье2 И НА КИНЕТИКУ ОСАЖДЕНИЯ СПЛАВА Ее И ЕГО АНОДНОЕ РАСТВОРЕНИЕ
4.1. Влияние температуры и концентрации на процессы структурирования в водных растворах сульфата никеля и
хлоридов никеля и железа И
4.1.1. Физикохимические свойства водных растворов сульфата
никеля и хлоридов никеля и железа II.
4.1.2. Термодинамические характеристики активации вязкого течения водных растворов сульфата никеля и хлоридов
никеля и железа II.
4.1.3. Физикохимические и термодинамические свойства электролитов состава СЬ РеС Н.
4.1.4. Математическое моделирование вязкого течения одно
и двухкомпонентных растворов 4, ЖС, РеС, НС ЕеС.
4.2. Кинетические закономерности электролитического осаждения сплава железоникель во взаимосвязи со структурными превращениями в растворе
4.2.1. Влияние структурных превращений в электролитах на скорость
Л 1
совместного осаждения 1 и Ье из хлористых электролитов
4.2.2. Микроструктура осадков сплава железоникель
4.2.3. Физикомеханические и физикохимические
свойства железоникель
4.3. Кинетические закономерности анодного растворения
гальванического сплава железоникель в нестационарных
условиях.
Глава 5. СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ХРОМОВОКИСЛЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА КИНЕТИКУ ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЯ ХРОМОВОЙ КИСЛОТЫ НА ГРАФИТОВОМ ЭЛЕКТРОДЕ.
5.1. Физикохимические и термодинамические свойства концентрированных растворов на основе хромовой кислоты
5.2. Кинетические закономерности и механизм электровосстановления хромовой кислоты на графитовом электроде
5 .3. Кинетические закономерности влияния перхлоратиона на электрохимическое поведение цинка в растворах хромовой кислоты
5.4. Взаимосвязь структурных превращений в исследуемых
растворах с разрядными характеристиками УЦэлементов.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Концентрационному переходу соответствует резкое изменение концентрационных зависимостей структурночувствительных свойств растворов, таких как электропроводность, плотность, вязкость ,. Таким образом, наличие структурной перестройки является общей чертой водных растворов электролитов. Явления переноса в водных растворах тесно связаны с молекулярной структурой жидкой воды. Как отмечалось выше, свойства воды определяются тетраэдрической сеткой водородных связей, которая, разрушаясь под воздействием растворенных ионов и температуры, может уплотнять структуру за счет распада ассоциатов более высокого порядка и внедрения свободных молекул в квазикристаллическую решетку. Все это находит отражение в гидродинамическом поведении растворов электролитов, и, прежде всего, в изменении плотности, вязкости и электропроводности. Различают объемную и динамическую вязкость. Если под действием внешних сил изменяется только объем жидкости, а относительного скольжения слоев не происходит, то мерой трения, возникающего при таком изменении объема, является объемная вязкость. В водных растворах она связана с переходом квазикристаллической структуры в более плотноупакованную. Динамическая вязкость определяется трением, возникающим при относительных перемещениях слоев жидкости, и может быть представлена как сумма отдельных составляющих, связанных с вязкостью растворителя, размером и формой частиц, их действием на структуру растворителя, взаимодействием ионов ассоциацией ,,. Таким образом, динамическая вязкость отражает энергию взаимодействия частиц, структуру системы и скорость ее перестройки . Наиболее существенные изменения плотности жидкости происходят в слое, толщина которого имеет порядок радиуса действия внешних сил . Необычным кажется тот факт, что динамическая вязкость воды в интервале температур СН3, С падает, несмотря на увеличение плотности. Ассоциация молекул в процессе вязкого течения жидкостей сохраняется . В жидкостях с трехмерной структурой часть свободного пространства, заключенная в ассоциатах, не должна принимать участия в процессах переноса. И только свободный объем между структурными формами, включая свободные молекулы, ответственен за транспортные характеристики. Повышение температуры в интервале 0КЗ, С увеличивает ее плотность за счет разрушения более крупных ассоциатов и выделения из них свободного объема. При этом уменьшается общий свободный объем, однако свободный объем между структурными формами растет, что и обеспечивает повышение текучести воды до температуры максимальной плотности. Дальнейшее повышение температуры приводит к тому, что вклад, связанный с собственно термическим расширением, становится определяющим и понижение плотности воды сопровождается увеличением ее текучести. Электропроводность растворов направленный активированный переход ионов среди молекул растворителя. Согласно теории Френкеля и теории абсолютных скоростей реакций Эйринга , скорость миграции ионов определяется переходом молекул растворителя из одного положения равновесия в другое в направлении обратном перемещению ионов. Следовательно, изменения, происходящие в структуре растворителя под действием температуры, концентрации, природы растворенных веществ, в результате образования сольватов, ассоциатов должны сказаться на электропроводности водных растворов . Обзор литературных данных 8,,,,,,, по концентрационной зависимости вязкости и электропроводности растворов электролитов показывает, что теоретических уравнений, применимых для различных ионов и охватывающих широкий концентрационный диапазон не создано. Асеев Г. Г. дополнил теорию необратимых явлений вязкость, электрическая проводимость, диффузия, основанную на межслойных взаимодействиях в концентрированных растворах электролитов, учетом сольватационных и химических процессов. Кузнецова Е. Кроме того, Кузнецова Е. М. ввела поправку на неидеальность раствора, изменение вязкости среды и получила хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных для зарядных сильных электролитов вплоть до высоких концентраций например, для 1лС1 до М 5, М 7 М и др.