Растворение меди при катодной поляризации в кислых средах

• Автор: Крейзер, Игорь Вячеславович
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 183 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Активное анодное растворение меди.

1.2. Растворение меди при катодной поляризации

1.3. Заключение к обзору литературы.

Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1. Растворы, электроды

2.2. Электрохимические методы.

2.3. Метод вращающегося дискового электрода с кольцом.

2.4. Спектроскопические методы
2.5. Ионнообменный метод с использованием
комплексита АНКБ2
2.6. Статистическая обработка результатов.
Глава 3. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ АНОДНОГО РАСТВОРЕНИЯ МЕДИ В ХЛОРИДНЫХ, СУЛЬФАТНЫХ И ГИДРОКАРБОНАТНЫХ СРЕДАХ
3.1. Термодинамические предпосылки растворения меди.
3.2. Анодное растворение меди
в хлоридных и сульфатных средах
3.3. Анодное растворение меди
в гидрокарбонатных средах
Глава 4. РАСТВОРЕНИЕ МЕДИ ПРИ КАТОДНОЙ
ПОЛЯРИЗАЦИИ.
4.1. Предобработка поверхности медного электрода
4.2. Влияние анионного состава электролита
4.3. Перемешивание электролита
4.4. Истинная скорость аномального растворения меди.
4.5. Влияние восстановления кислорода и
выделения водорода.
4.6. Влияние электролита на скорость
аномального растворения меди
4.7. Аномальное растворение меди из гомогенных сплавов
с цинком и алюминием
4.8. Влияние температуры.
Глава 5. ОБСУЖДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ И ПРЕДПОЛАГАЕМЫХ МЕХАНИЗМОВ АНОМАЛЬНОГО РАСТВОРЕНИЯ МЕДИ
5.1. Общие закономерности аномального растворения меди.
5.2. Возможность применения различных предположений
о механизме аномального растворения металлов для меди
5.3. Упрощенная схема растворения меди при катодной поляризации
5.4. Термодинамическое обоснование растворения меди
при катодной поляризации
5.5. Кинетический метод для определения скорости растворения меди при катодной поляризации
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


К моменту времени мке процесс анодного растворения контролируется поверхностной диффузией адатома между линейными уступами атомной высоты стадия III. При этом выход атома меди из iположения осуществляется с более высокой, но в целом сопоставимой скоростью стадия II. Спустя 0 мке после начала анодной поляризации медного электрода определяющей стадией становится гетерогенная химическая реакция комплексообразован и я стадия VIII, которой предшествует стадия десорбции СиС1адс стадия VII. В данной работе также показано, что анионы СГ непосредственно участвуют в акте ионизации меди, поскольку порядок реакции практически каждой из стадии отличался от нуля и был дробным . Механизмы ионизации меди при анодной поляризации в отсутствие диффузионных ограничений и трактовка дробных порядков по С Г, предложенные в , , , , скорее всего, можно считать частными случаями общей схемы 1. В данных работах предполагается, что дробный порядок по аниону указывает на существование комплексов с различным числом лигандов, что подтверждает схему 1. Моделирование анодных процессов на меди , привело к выводам о возможном существовании поверхностноактивных комплексов с различной структурой, содержащих разное число лигандов хлоридионов. Образование двухвалентной меди в хлоридных деаэрированных растворах в активной области не происходит. СиС1адс СГ СиСГ, 1. СиСЬ Си2 2СГ е. Си0 Си2 2е. Появление в растворе двухвалентной меди может происходить и по каталитическому механизму. В показано, что анодная кривая меди в хлорной кислоте, снятая в присутствии кислорода, смещена в сторону больших токов по сравнению с кривой, снятой в деаэрированном растворе. Си Си2 е, 1. Си Си2 1. СиСи е. Наклон кривой в растворе с кислородом 0,7 В подтверждает этот вывод и указывает на контролирующую стадию диффузионного отвода ионов одновалентной меди от поверхности электрода в объем раствора, где они реагируют с кислородом по реакции 1. Если в хлорнокислые растворы вводить небольшие добавки хлоридионов ссГ 5 М, то это не меняет кинетики процесса 1. Другая картина складывается в нейтральных разбавленных хлоридных средах, где насыщение раствора кислородом приводит к торможению анодной реакции ионизации меди и анодная кривая смещается в положительную сторону . Предполагается, что в данной области потенциалов на поверхности электрода образуется оксид меди I Си. По мере роста толщины слоя оксида особенности его анодного растворения постепенно начинают определять кинетику процесса в целом. В кислых хлоридных средах оксиды меди неустойчивы и растворяются, а образование пленки СиС1 на активном участке анодной поляризации меди не происходит. В результате возникает вопрос о воздействии кислорода на процесс активного анодного растворения меди в кислых хлоридных средах, когда возможно существование как одно, так и двухвалентных комплексов меди. Последнее может приводить к гетерогенным химическим реакциям между медью и е ионами, генерируя одно или двухвалентные ионы. СиС1 Си Си2 2СГ 1. Кл 1,6 7 , . К таким же выводам приходят авторы работ при изучении процессов травления меди в растворах СиС. Считается, что имеет место каталитический электрохимический механизм типа 1. Катализатором в этом процессе выступает, по аналогии с Си , растворенная соль СиСЬ. Последняя растворяет пленку СиС1, которая образуется в данных растворах , принимая электрон от поверхности меди. При этом скорость ионизации в зависимости от концентрации СиС имеет экстремальный характер она увеличивается до сс 3 М, а затем уменьшается. Это связывают , с преобладанием незаряженных комплексов меди СиС при СсГ 3 М и их убылью при более высокой концентрации хлоридиона, когда медные комплексы представлены в основном формами СиС и СиС, которые не являются катализаторами процесса ионизации меди. Такое поведение медного электрода наблюдается при относительно невысоких концентрациях с 1 М. М скорость ионизации меди постоянно увеличивается в изученном диапазоне 0 7 М по хлоридиону . Аналогичные данные получены при анодной поляризации 1, и 1, В .