Конференция посвящена 75-летнему юбилею


ОБРАЗОВАНИЕ МИКРОКОЛИЧЕСТВ ГИДРОКСИДА ТАЛЛИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ СТЕКЛОУГЛЕРОДНОГО ЭЛЕКТРОДА Н.М. Хлынова, К.С. Чемезова, О.В. Санникова (Тюменский государственный нефтегазовый университет)



жүктеу 1.19 Mb.
бет11/15
Дата03.04.2019
өлшемі1.19 Mb.
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15

ОБРАЗОВАНИЕ МИКРОКОЛИЧЕСТВ ГИДРОКСИДА ТАЛЛИЯ
НА ПОВЕРХНОСТИ СТЕКЛОУГЛЕРОДНОГО ЭЛЕКТРОДА

Н.М. Хлынова, К.С. Чемезова, О.В. Санникова


(Тюменский государственный нефтегазовый университет)


Электрохимическое концентрирование таллия в виде малорастворимого соединения рассмотрено в работах Х.З.Брайниной [1] в связи с разработкой способов определения микроколичеств таллия методом инверсионной вольтамперометрии. Было установлено, что малорастворимое соединение (предположительно гидроксид таллия) образуется на поверхности графитового электрода в нейтральных и слабощелочных растворах аммиачного буфера. Нами изучены особенности образования и электрорастворения микроколичеств гидроксида таллия на поверхности стеклоуглеродного электрода.

Стеклоуглеродный дисковый электрод был изготовлен из впрессованного в тефлон цилиндрического стержня диаметром 2 мм. Перед проведением серии измерений электрод подвергали механической полировке, споласкивали концентрированной H2SO4 и трижды перегнанной водой.

Поляризационные кривые электрорастворения предварительно сформированных на электроде осадков регистрировали на полярографе ПУ-1 с трехэлектродной схемой измерений. В качестве вспомогательного электрода и электрода сравнения использовали насыщенный меркурсульфатный электрод.

Стандартные растворы, содержащие фосфат-ионы, готовили из реагентов марки ч.д.а., фоновые растворы – из реагентов марки ос.ч; для приготовления растворов использовалась трижды перегнанная вода. Раствор в электрохимической ячейке тщательно деаэрировали аргоном марки х.ч., скорость протекания газа контролировали водяным манометром. Для перемешивания раствора и поддержания постоянных гидродинамических условий использовали магнитную мешалку.

Электроосаждение проводилось из растворов тетрабората натрия, содержащих 10-6  10-4 М TlNO3 при варьировании параметров: потенциала и времени электроосаждения, рН раствора. Как и в [1], установлено, что малорастворимое соединение на поверхности электрода образуется при потенциалах, более положительных, чем 0,70 В, и в диапазоне рН=7,0  9,2.

На рис. 1 приведены типичные вольтамперограммы электрорастворения осадков, полученных на стеклоуглеродном электроде при потенциале электроосаждения φэ=1,0 В в растворах, содержащих менее, чем 510-6 моль/л Tl+. Кривые имеют вид четко выраженных пиков тока, высота которых возрастает с увеличением концентрации ионов Tl+ в растворе.

На рис. 2 а,б приведены зависимости максимального тока электрорастворения образовавшегося на электроде соединения от потенциала предварительного электролиза. При увеличении потенциала электролиза количество соединения на электроде и высота пика электрорастворения сначала возрастают, а затем стремятся к постоянному значению, соответствующему предельному току диффузии ионов Tl+ к поверхности электрода. Как видно из рисунка, начальный потенциал электроосаждения зависит от концентрации ионов Tl+ и рН раствора. Эта особенность соответствует теоретическим выводам, полученным нами при моделировании электроосаждения микроколичеств малорастворимых соединений на индифферентном электроде [2,3]. Потенциал пика и ширина полупика электрорастворения практически не изменяются при изменении потенциала электролиза, из чего можно сделать вывод, что состав образующегося на электроде осадка остается постоянным при изменении потенциала электролиза.

С увеличением концентрации ионов Tl+ в растворе количество образующегося на электроде соединения и максимальный ток его электрорастворения возрастают. Характер этих зависимостей различен в различных диапазонах концентраций. В области достаточно малых концентраций (10-6  10-5 М) при q < 300  400 мкКл зависимости имеют линейный участок, но прямые не выходят из начала координат и отсекают на оси концентраций отрезки, величина которых зависит от рН и потенциала электроосаждения соединения (рис. 3).

Данная особенность является характерной при электроосаждении микроколичеств малорастворимых соединений и также находится в качественном соответствии с выводами, полученными нами теоретически при моделировании этих процессов [2,3].

В области больших концентраций при q > 600  800 мкКл наблюдается уменьшение скорости роста пленки на поверхности электрода: зависимости q(C) отклоняются от линейных (рис. 3).







Увеличение времени электроосаждения также приводит к возрастанию количества образовавшегося на электроде соединения и максимального тока его электрорастворения, причем эти зависимости выходят из начала координат (рис. 5). Начальные участки зависимостей q(tэ) – линейные, затем, если количество соединения на электроде достаточно велико, также имеет место уменьшение скорости роста пленки соединения, и далее наблюдается явление, аналогичное пассивации электрода. Количество соединения на поверхности электрода, необходимое для прекращения роста пленки, зависит от рН раствора и составило величину 1500 ÷ 2000 мкКл при рН=8,8 и 2000 ÷ 2500 мкКл при рН=7,7.

Описанное выше торможение процесса электроосаждения гидроксида таллия при больших количествах осадка на электроде может быть объяснено тем, что в условиях, когда пленка малорастворимого соединения полностью покрывает поверхность электрода, на общую скорость процесса оказывают заметное влияние достаточно медленные процессы переноса вещества в пленке. Эти закономерности также соответствуют теоретическим выводам, полученным нами при моделировании процессов электроосаждения малорастворимых соединений на индифферентном электроде [2,3].
Литература


  1. Брайнина Х.З., Нейман Б.Я. Твердофазные реакции в электроаналитической химии. – М.: Химия, 1982. – 264 с.

  2. Чемезова К.С., Хлынова Н.М., Санникова О.В. Инверсионно-вольтамперометрическое определение металлов переменной валентности. Моделирование процесса электроосаждения // Известия вузов. Нефть и газ. – 2000. – №2. – С. 103-108.

  3. Чемезова К.С., Хлынова Н.М., Захаров М.С. Электроосаждение пленки малорастворимого соединения на поверхности индифферентного и металлического электродов в условиях применения метода инверсионной вольтамперометрии //Журн. аналит. химии. – 2000. – Т. 55. – №11. –
    С. 1149-1153.






Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет