На сайті 11893 реферати!

Усе доступно безкоштовно, тому ми не платимо винагороди за додавання.
Авторські права на реферати належать їх авторам.

Особливості електровідновлення цирконію із флуоридних розплавів

Реферати > Хімія > Особливості електровідновлення цирконію із флуоридних розплавів

При проведенні полярографічного аналізу електровідновлення цирконію ми отримали серію полярограм, знятих при різних режимах ( швидкості розгортання потенціалу, інтервал напруги). Для проведення експерименту в якості індикаторного електроду – катоду обрали відносно інертний вольфрам, як анод використовували графітовий стержень, виготовлений із спектрально-чистого графіту. Електродом порівняння застосовували слугувала платина. Температура +650 – 800 0С. Площа індикаторного електроду дорівнювала S=0,3-0,4см2. Глибина занурення катоду становила 0,5-0,6см.

В ході поляграфічного аналізу ми отримали ряд полярографічних кривих.

На рис. 3.2. зображено початкову частину вольт-амперної кривої знятої в розплаві NaF – ZrF4 на вольфрамовому катоді при температурі 800 оС (маштаб по струму дорівнює І =10мА/см). На цій залежності зображена катодна полярограма. На початку цієї полярограми ми спостерігаємо невеликий підйом при потенціалі φ1/2= -0,3 В., що не може відповідати потенціалам відновленню домішкомих металів, скоріше за все цей невеликий підйом відповідає наявності залишкового гідрогену (вологи). Потім ми спостерігаємо хвилю з максимум при потенціалі φ= -1,18В та φ1/2= - 0,77 В. На цій же залежності спостерігаємо початок наступної хвилі, яка в даних умовах повністю не записувалась.

Рис. 3.2. Полярограма розплаву NaF – ZrF4 на вольфрамовому катоді.

Наступна циклічна (повна) полярограма,зображена на рис. 3.3., знята при температурі +800 0С, інтервал потенціалу обмежений 3,2 В., масштаб за струмом дорівнює 100мА/см.

Виправлений002.jpg

Рис. 3.3. Циклічна полярограма розплаву NaF – ZrF4 на вольфрамовому катоді.

На цій полярограмі ми бачимо, що на початку фіксується невеликий підйом, перед хвилею електровідновлення цирконію, який відповідає ймовірно розрядженню залишкових молекул води, бо на наступних полярограмах ця хвиля поступово зникає. Наступна хвиля, (відрізок АВ) відповідає відновленню цирконію в одну стадію з приєднанням відразу чотирьох електронів при цьому: φ1/2 =-2,26 В та φмах =- 2,51. Друга частина катодної хвилі відповідає утворенню сполуки Zr з W (згідно діаграми стану,що зображена на рис. 3.4., ця сполука відповідає W2Zr). І як відомо з літературних даних іноді в процесі електровідновлення із йонних розплавів можливе утворення інтерметалевих та інших сполук при температурах значно нижчих, ніж можлива ця взаємодія між масивними матеріалами. На відрізку ВС катодної хвилі, рис. 3.3., встановлені потенціали, які дорівнюють: φ1/2 =-2,86 та φмах =- 3,18 В.

Новый рисунок.png

Рис. 3.4. Діаграма стану W – Zr.

Анодна залежність підтверджує катодний процес. Перегин в точці а відповідає розчиненню лужного металу натрію, який частково встиг виділиться в катодному процесі. Перегин в точці б відповідає процесу розчинення утвореного інтерметаліду, а точка в розчиненню цирконію. Для визначення оборотності процесу розраховували ∆φ2 та ∆φ3 і так як ∆φ набагато більша за -0,4 В., то процес електровідновлення цирконію не можна вважати оборотнім.

Для визначення механізму електровідновлення, тобто встановлення кількості електронів (n), ми за рівнянням Гейровського-Ільковича – φ=const-(RT/nF) xlgi/(id-i) розраховували та будували графік залежності lg i/(id-i) від – φ, В., що зображений на рис. 3.5. Дані для побудови графіка таблиця 3.1.

Таблиця 3.1.

Експериментальні дані для побудови графіка залежності lg i/(id-i) від – φ, В.(Перша хвиля):

φ1/2, В

φ, В

id, мА

i, мА

lg i/(id-i)

 

-2,12

470

170

-0,246

-2,26

-2,26

470

250

0,0555

 

-2,4

470

350

0,465

Друга хвиля:

φ1/2, В

φ, В

id, мА

i, мА

lg i/(id-i)

 

-2,7

650

315

-0,026

-2,86

-2,86

650

400

0,204

 

-3,02

650

500

0,522

Рис. 3.5. Графік залежності lgi/(id-i) від напруги – φвольт-амперної кривої, зображеної на рис. 3.3.

Попередньо розраховували теоретичні значення передлогарифмічного коефіцієнту для температури 800 оС:

n=1, α= 2.3RT/nF=2.3x8.314x103x1073/0.965x108=0.2126;

n=2, α= 2.3RT/nF=2.3x8.314x103x1073/2x0.965x108=0.1063;

n=3, α= 2.3RT/nF=2.3x8.314x103x1073/3x0.965x108=0.0708;

n=4, α= 2.3RT/nF=2.3x8.314x103x1073/4x0.965x108=0.0401;

n=5, α= 2.3RT/nF=2.3x8.314x103x1073/5x0.965x108=0.0382;

n=6, α= 2.3RT/nF=2.3x8.314x103x1073/6x0.965x108=0.0354;

n=7, α= 2.3RT/nF=2.3x8.314x103x1073/7x0.965x108=0.0340;

n=8, α= 2.3RT/nF=2.3x8.314x103x1073/8x0.965x108=0.0268;

З графіка, що зображений на рис.3.5, ми вирахували tgαі встановили, α першої хвилі дорівнює 0,0428, що відповідає приєднанню 4 електронів, на другій хвилі α=0,0273, приєднується 8 електронів, що відповідає утворенню інтерметалевої сполуки.

Перейти на сторінку номер: 1  2  3  4  5  6  7  8  9 Версія для друкуВерсія для друку   Завантажити рефератЗавантажити реферат