Влияние As(V) и воды на кинетику разряда H+solv на железе и диффузию водорода через стальную мембрану в кислых этиленгликолевых средах

• Автор: Копылова, Елена Юрьевна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава I. Литературный обзор.

1.1. Кинетика и механизм реакции катодного выделения водорода на железе в кислых водных средах.

1.2. Влияние состава раствора на кинетику разряда ионов водорода на железе

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

1.4. Наводороживание металлов

1.5. Влияние состава электролита, катодной и анодной поляризации на наводороживание металлов
1.6. Стимуляторы наводороживания металлов. Наводороживание металлов в неводных средах.

Глава 2. Методика эксперимента.

2.1. Приготовление растворов.

2.2. Методика определения потока проникновения водорода в сталь .
2.3. Методика электрохимических измерений
2.4. Статистическая обработка экспериментальных результатов
Глава 3. Влияние соединений мышьяка на кинетику разряда ионов водорода на железе армко в водноэтиленгликолевых растворах НС1
3.1. Методика расчета концентрации частиц в растворе Распределительная диаграмма мышьяксодержащих частиц
3.2. Влияние гидроарсената натрия на кинетику разряда ионов водорода на железеармко
3.2.1. Водные растворы НС1
3.2.2. Этиленгликолевые растворы НС1
Глава 4. Изучение твердофазной диффузии водорода через стальную мембрану в системе СгНОНГЬОНС в присутствии соединений Аб У
4.1. Влияние гидроарсенатионов на водородопроницаемость стали в солянокислых водных растворах.
4.2. Влияние МСЧ на поток проникновения водорода в сталь в этиленгликолевых растворах НС1
4.3. Наводороживание стали из водноэтиленгликолевых растворов НС1, содержащих АзУ в условиях внешней поляризации
4.3.1. Влияние катодной поляризации на наводороживание стали из водноэтиленгликолевых растворов НС1
4.3.2. Диффузия водорода через стальную мембрану в присутствии гидроарсената натрия в системе СгНОН НгО НС1 в условиях анодной поляризации
Выводы.
Литература


Количество водорода в металле зависит, в частности, от поверхностной концентрации Н^с и, следовательно, от механизма РВВ. Вопросы, связанные с катодным выделением водорода, ранее обсуждались в обзорах и монографиях [3,4, 5, 6, 7]. H = a + blgiK> (1. В [1, 8, 9, , , ]. Так, согласно [6], для железа зонной плавки в растворах H2SO4 + Na2S величина Ь равна 0,7 В. В то же время в [] показано, что для железа высокой чистоты на зависимости т]ц от lgiK наблюдается участок с большим b при малых плотностях тока и участок с b « 0,0 В при более низких значениях /*. Данные о влиянии pH на величину 1]ц на железе весьма противоречивы. Е/дрНкс =-0,6 В. В также соответствуют величине (дЕ/ дрН )lgC = -0,7 В, т. JdpHl'^OfiSSB, что хорошо согласуется с выводами теории замедленного разряда [1]. В []. В, найденная из поляризационных кривых. По данным [], коэффициент (. ЭЕ/дрНсоставляет -0,1 В в сернокислых растворах. Однако в работе [] показано, что при увеличении pH сернокислого электролита на единицу перенапряжение на железе (армко и электронно-лучевой плавки) повышается не более чем на 0,0 - 0,5 В. Многие исследователи [И, ], согласно поляризационным измерениям, полагают, что нельзя точно определить, какая реакция - разряд или электрохимическая десорбция - лимитирует скорость РВВ на железе в растворах кислот, т. Ь и дг)н/дрН согласуются с тремя механизмами: замедленный разряд - электрохимическая десорбция (1-0ц ~ I), разряд - замедленная электрохимическая десорбция (0ц « 1), замедленный разряд - рекомбинация. И.А. Багоцкая с сотрудниками [, ] для установления механизма РВВ на железе исследовали диффузию водорода через Ре-мембраны. В этих работах были определены знак и величина изменения перенапряжения водорода Лт]и на диффузионной стороне железной мембраны под влиянием атомарного водорода, продиффундировавшего от поляризационной стороны, при различных исходных т]ц на диффузионной стороне. В 0,5 М растворе Н не обнаруживается влияние диффундирующего водорода на т]Н на железе армко []. Однако на железе зонной плавки в том же растворе наблюдается снижение величины перенапряжения в исследуемой области поляризаций за счет подводимого водорода извне []. Поэтому, авторы этой работы однозначно указывают на механизм замедленный разряд - электрохимическая десорбция. В другой серии работ [, , ] исследовалась зависимость величины стационарного потока водорода (1Стац) через железную мембрану от потенциала поляризационной стороны мембраны. На основании зависимостей Нстач. Ь (величина ? O„/drjH , имеющие характерные значения для различных механизмов выделения водорода. В кислых растворах на железе армко зависимость lg g = -fe Он + const от г]н состоит из двух участков: первый имеет наклон, близкий к F/2,3-4 RT, второй равен нулю []. Авторы делают вывод, что механизм РВВ на железе таков: всегда замедленный разряд, за ним следует рекомбинация при малых значениях Цц и электрохимическая десорбция - при высоких т///. Однако в [] проведен теоретический анализ величин digOl{/drj„ лишь для полностью необратимых стадий, причем для механизма разряд - электрохимическая десорбция принималось ot| = ot2. Дж. В по н. К). По полученным результатам авторы установили, что восстановление ионов водорода на железе протекает по маршруту разряд - рекомбинация при малых степенях заполнения (Он <0,1). В согласии с этим они наблюдали пропорциональность величины стационарного потока водорода (icma4. V). При изучении более чистого железа в том же растворе авторы в [] пришли к подобному выводу: если 0ц <0,1 то одновременно протекают реакции рекомбинации и электрохимической десорбции с преобладанием рекомбинационного пути удаления Надс. Выводы [, , , ] о быстром удалении адсорбированного водорода с поверхности железа в кислых растворах согласуются с результатами измерения емкости Fe-электрода по спаду величины г)ц после выключения поляризующего тока [, ]. При достаточно больших Т]И в кислых растворах емкость железного электрода близка к емкости двойного электрического слоя, что говорит об участии лишь небольшого количества адсорбированного водорода в процессе спада перенапряжения на железе.