Взаимосвязь парциальных процессов при знакопеременной поляризации медного электрода в растворах с ионами

дипломная работа

Введение

Набор парциальных электрохимических процессов, вызванных прохождением переменного тока большой амплитуды через границу металла и раствора электролита, обычно намного шире набора процессов, возникающих под действием постоянного тока. Это объясняется, в частности, тем, что нестационарность поляризации и особенно смена ее знака ведут к значительному изменению химического состава поверхностного слоя металла и приэлектродной области раствора.

Понятно, что переменно-токовые процессы идут на электроде не одновременно. Напротив, их протекание разделено во времени, а сама их реализация может иметь как строго периодический характер, так и обладать очевидными признаками непериодичности [1, 2]. Но в любом случае возможность свободного варьирования скоростей процессов в катодном и анодном полупериодах (практически в неограниченных пределах) позволяет заметить такие их взаимосвязи, которые в иных ситуациях остаются замаскированными. В результате переменный ток больших амплитуд оказывается привлекательным инструментом при изучении и моделировании взаимной связи, взаимного влияния парциальных электродных процессов на различных сложных электродах.

В предыдущих работах, выполненных на кафедре физической химии, установлено четкое влияние продуктов катодной реакции на последующее окисление меди и медно-цинковых фаз в анодном полупериоде при переменно-токовой поляризации электродов [1-4]. Это влияние обеспечивают гидроксидные ионы в приэлектродной области раствора электролита, которые возникают в результате катодного восстановления молекул воды:

2О + 2е- > Н2 + 2ОН-.

Адсорбируясь на поверхности электрода и частично диффундируя в глубь раствора, эти ионы способны изменить природу электродного процесса в следующем анодом полупериоде [1]. Однако в работе [3] было обнаружено, что влияние катодного процесса на анодный имеет место даже тогда, когда pH приэлектродной области раствора после прохождения катодного импульса тока изменяется незначительно, оставаясь заведомо меньше 7.

В растворах, содержащих окислители H2O2, NO3Ї, NO2Ї, и др., протекание катодного тока вызывает образование гидроксидных ионов приэлектродной области, в результате чего увеличивается pHs. Все это оказывает влияние, часто весьма сильное, на природу последующего анодного процесса [5]. Данная проблема решалась в ИФХ РАН и на кафедре физической химии, и здесь уже ясность достигнута. Как продолжение этих работ представляет интерес установить природу взаимного влияния парциальных электродных реакций, вызванных знакопеременной поляризацией в растворах с бескислородными окислителями.

Если же в рабочий раствор ввести окислитель, не содержащий кислорода, то его катодное восстановление не должно сопровождаться ростом pHs и генерацией OН--ионов; например,

Fe3+ + e- > Fe2+.

В такой ситуации ожидается, что влияние катодной реакции на анодное окисление меди будет сведено до минимума.

Цель работы состояла в изучении взаимной связи парциальных катодных и анодных реакция на медном электроде в растворах с бескислородным окислителем при знакопеременной поляризации.

В задачи работы входило:

1. Изучение влияния продуктов катодных реакций на последующие анодное окисление меди в нейтральных и подкисленных сульфатных средах при знакопеременной поляризации.

2. Изучение роли бескислородного окислителя Fe3+ во взаимной связи парциальных электродных реакций на медном электроде при знакопеременной поляризации.

Делись добром ;)