Влияние гуанидина и фенилбигуанидина на кинетику реакции выделения водорода на железе и его диффузию через стальную мембрану в этиленгликолевых растворах HC1

• Автор: Балыбин, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 197 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Кинетика и механизм реакции катодного выделения д

водорода на железе в кислых средах

1.2. Влияние состава электролита на кинетику РВВ на железе.

1.3. Влияние природы растворителя на кинетику и механизм РВВ на железе.

1.4. Кинетика наводороживапия металлов и сплавов.

1.5 Влияние состава электролита и природы растворителя на твердофазную диффузию водорода при потенциале коррозии. Ыаводороживание металлов в неводных средах.

1.6. Использование импедансной спектроскопии для изученияэлектродных процессов.

1.7 Влияние внешней поляризации на диффузию водорода в сталь.

1.8 Введение стимуляторов наводороживапия.
Глава 2. Методика эксперимента.
2.1. Приготовление растворов.
2.2. Методика определения потока проникновения водорода в сталь.
2.3. Методика электрохимических измерений.
2.4. Методика импедансных измерений.
2.5. Статистическая обработка экспериментальных результатов.
Глава 3. Влияние гуанидина на кинетику разряда ионов водорода на железе армко в водно этилен гликолевых растворах НС1.
3.1 Физикохимические особенности этиленгликолевых и водно
этиленгликолсвых растворов и состояние в них частиц гуанидина.
3.2. Влияние гуанидина на кинетику разряда ионов водорода на железе армко в водно этиленгликолевых растворах НС 1.
3.2.1. Водные растворы.
3.2.2. Этиленгликолевые растворы.
Глава 4. Закономерности твердофазной диффузии водорода через стальную мембрану из растворов системы С2Ни0Н2ННС1 в присутствии гуанидина.
4.1. Влияние гуанидина на поток проникновения водорода в сталь СтЗ в средах 2 при потенциале коррозии.
4.2. Влияние внешней поляризации на диффузию водорода через стальную мембрану из водноэтиленгликолевых растворов I II, содержащих гуанидин. I
Глава 5. Влияние фенилбигуанидина ФБГ на кинетику разряда ионов водорода на железе армко в водно этиленгликолевых растворах НС I.
5.1. Квантово механический расчт молекулы гуанидина и его производных.
5.2. Влияние фенилбигуанидина на кинетику разряда ионов водорода на железе СтЗ в водно этиленгликолевых растворах С1.
5.3. Влияние фенилбигуанидина на поток проникновения водорода в сталь СтЗ в средах С2Н.0Н2ННС при потенциале коррозии.
Глава 6. Исследование РВВ методом импедансной спсктро ,
скопии.
Литература
Введение
Актуальность


Согласно , при катодном выделении водорода на поверхности электрода устанавливается некоторая стационарная концентрация адсорбированных атомов водорода, которая зависит от соотношения скоростей их образования и удаления с поверхности. Адсорбированный атомарный водород проникает в металл. Количество водорода в металле зависит от поверхностной концентрации Надс и, соответственно, от механизма РВВ. В многочисленных работах по кинетике реакции выделения водорода в кислых средах считалось, что водород выделялся либо из гидратированных протонов, либо из молекул воды. Было показано, что в растворах этилендиаминтетрауксусной , 1, а также фосфорной и пирофосфорной кислот в некотором диапазоне именно молекулярные формы кислот выступают как доноры прогонов. Вероятность этого тем выше, чем слабее связь между атомом водорода и остатком молекулы водородосодержащего вещества по сравнению со связью водород кислород в молекуле воды. Не исключено, что в качестве доноров протонов могут выступать анионные и катионные кислоты протонированные азотпроизводные и другие. Т1 ак Ькк, 1. Асм2 Ьк с1гцсйк наклон линейного тафелевского участка поляризационной кривой. В кислых средах на железе величина Ьк колеблется от 0, до 0, 4 1, 8, , , . При замедленном разряде с последующими быстрыми стадиями рекомбинации или электрохимической десорбции механизм Фольмера Тафеля или Фольмера Гсйровского значение величины Ьк составляет порядка 0,8 В. В случае замедленной рекомбинации с быстрым предшествующим разрядом механизм Тафеля Хориути Ьк 0,9 В. Но практически это наблюдается крайне редко. Применительно к случаю, когда контролирующей является стадия электрохимической десорбции, параметр Ьк из теоретических соображений близок к 0, В. Для описания возможных механизмов катодного выделения водорода в приводится ряд кинетических уравнений. Е потенциал электрода, тц перенапряжение водорода, а истинный коэффициент переноса обычно равный 0,5, у, падение потенциала в диффузной части ДЭС потенциал в точке, отвечающей положению ионов в момент разряда и отсчитанный от потенциала в точке, находящейся в глубине раствора , плотность катодного тока. Дифференцируя уравнения 1. Теория замедленного разряда, развитая в 1, позволила объяснить влияние поверхностно активных ионов или молекул на величину водородного перенапряжения. При адсорбции ПАВ происходи изменение структуры ДВОЙНОГО электрического СЛОЯ на поверхности электрода и изменение потенциала. Так, введение в раствор поверхностноактивных катионов сдвигает потенциал в положительную сторону, что сопровождается повышением перенапряжения водорода. Ед с 2,3 0,6 В
э,,асД 2,3. Следует отметить, что наличие ПАВ в растворе кислоты может привести к изменению природы замедленной стадии РВВ и к изменению механизма процесса . Пн а 2,к 1. Е 2,3Ся. С 1. Из 1. Х 2,3 0,9 В дк1дСи. С1ко. Из уравнения 1. Ед 1 СН. Сч 2,3у 0,8 В . Если удаление Нас протекает по реакции 1. К кСн. РЕ Т 1. Еравн Е цСн. V . Поэтому эти два случая нельзя различить, основываясь только на кинетических закономерностях. В случае энергетически однородной поверхности и подчинении адсорбции водорода изотерме Ленгмюра малые степени заполнения лимитирующей стадии рекомбинации механизм Фольмера Тафсля при достаточно больших плотностях катодною тока соответствуют уравнения 1
Е , 1пС i 1. Пн 4 i. Дифференцируя 1. Т 1 К
3ii. В i, 2. Активированная адсорбция Натомов при реализации изотермы Темкина на равномерно неоднородной поверхности металла средние степени заполнения с 0Н 0,2 0,8 при контроле процесса РВВ кинетикой стадии 1. IС1 i 1. I i. Тогда при дифференцировании 1. Е8Снч. В ЦнЭС 1 . Р М С. ЕС 1,о ака1сн. С1 о. На энергетически однородной поверхности механизм Фольмера Гейровского с лимитирующей стадией 1. СненехраРЕкТ. Е С0П5 ЧпС , 1п0и1пк, 1. Н степень заполнения поверхности металла Н1ЛС. ЯТ ЯТ . ЯТ, . С 1п0н 1тк. Следовательно, для механизма с замедленной стадией электрохимической десорбции на энергетически однородной поверхности, а также при высоких катодных потенциалах, когда достигается максимально возможная адсорбция атомов водорода, характерны те же кинетические параметры, что и в случае замедленной реакции разряда, то есть эти случаи экспериментально также неразличимы. ИТ. Е сопбц 1пС.