Хронопотенциометрический способ определения коэффициента диффузии ионов металла в солевом расплаве

 

Изобретение относится к исследованию свойств материалов с помощью электрохимических средств. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа. Цель достигается за счет поляризации индикаторного металлического электрода с последующим измерением его потенциала во времени.В качестве индикаторного электрода использован жидкий металлический электрод. Это позволяет определять коэффициенты диффузии ионов металла более электроотрицательного , чем ионы металла солевого расплава, 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С. 01 N 27 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4080877/31-25 (22) .30.06.86 (46) 23.02.88. Бюл. Р 7 (71) Новомосковский филиал Московского химико-технологического института им. Д.И.Менделеева (72) А.В,Волкович, А.В.Кризопушкин и Е.А.Новиков (53) 543.257(088.8) (56) Делимарский Ю.К. Полярография ионных расплавов. — Сб. Итоги науки и техники. Растворы. Расплавы, M.:

ВИНИТИ, 1975, т. 2, с ° 5-75.

Делахей П. Новые приборы и методы в электрохимии. - M. ИЛ, 1957, с. 310.

„„SU„„13?6033 А 1 (54) ХРОНОПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ

ИОНОВ МЕТАЛЛА В СОЛЕВОМ РАСПЛАВЕ (57) Изобретение относится к исследованию свойств материалов с помощью электрохимических средств. Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей способа °

Цель достигается за счет поляризации индикаторного металлического электрода с последующим измерением его rioтенциала во времени. В качестве индикаторного электрода использован жидкий металлический электрод. Это позволяет определягь коэффициенты диффузии ионов металла более электроотрицательного, чем ионы металла солевого расплава. 1 табл.

1376033

Изобретение относится к области исследования свойств материалов с помощью электрохимических средств и может быть использовано для определе ния коэффициентов диффузии ионов металлов в сопевых расплавах.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей способа за счет обеспечения возможности определения хронопотенциометрическим способом коэффициента диффузии ионов металла более электроотрицательного, чем ионы металла солевого расплаварастворителя и сокращения времени эксперимента, 10

Способ осуществляется следующим способом.

В герметически закрываемую электрохимическую ячейку помещают контейнер с предварительно обезвоженной солевой смесью. В контейнер помещают анод, являющийся вспомогательным электродом, и электрод сравнения. 25

Роль последнего может выполнять любой из известных для расплавленных солей электродов сравнения. Газовое пространство электрохимической ячейки после эвакуации воздуха заполняют инерт 30 ным газом. Нагревают электрохимическую

° ячейку до необходимой температуры. Не нарушая герметизации электрохимической ячейки, опускают в солевой расплав контейнер с легкоплавким металлом,35 обрушающим сплав с осаждаемым металлом, коэффициент диффузии которого определяют. Легкоплавкий металл — катод — является индикаторным электродом. Токоподвод к неподвижному жид- 10 кому металлическому индикаторному электроду осуществляют через дно контейнера. Поверхность индикаторного электрода предварительно не обрабатывают. Жидкий металлический индикатор- 45 ный электрод поляризуют 1,5 с током постоянной плотности, которая в данных условиях выше предельной диффузионной плотности тока разряда ионов, коэффициент диффузии которых опреде50 ляют, Фиксируют потенциал жидкого металлического индикаторного электрода относительно электрода сравнения, например, шлейфпым осциллографом. Из полученной хронопотенциограммы зависимости потенциал - время определяют переходное время и рассчитывают коэффициент диффузии ионов металла по уравнению Санда.

Пример 1. Предлагаемым способом определяют коэффициент диффузии ионов кальция в солевом растворе эквимолекулярной смеси хлоридов калия и натрия при температуре 1023 К.

В герметично закрываемую электрохимическую ячейку, снабженную атмосферой аргона, помещают контейнер с предварительно обезвоженной солевой эквимолекуляр :,. смесью хлоридов калия и натрия, содержащей 2.4 мас. % хлорида кальция. Сюда же помещают графитовый анод, который является вспомогательным электродом,и хлорный электрод сравнения, Нагревают электрохимическую ячейку до 973 К и плавят солевую смесь. Устанавливают з элект рохимической ячейке температуру 1023 К, Затеи в токе аргона в солевой расплав погружают тигель с металлическим цинком. Поверхность металлического цинка, который является индикаторным электродом, предварительно не обрабатывают. Токоподвод к нему осуществляют через дно тигля. Иеталлический цинк при температуре 973 К находится в жидком состоянии. Поверхность неподвижного цинкового индикаторного электрода составляет 1 см . Неподвиж-2 ный цинковый индикаторный электрод попяризуют 15 с током постоянной плотности 0,3 А/см, которая в данных условиях выше предельной диффузионной плотности тока разряда ионов кальция (О, 15 А/си ). от потенциостата П-5848.

Деполяризация при разряде ионов кальция на жидком цинковом катоде при температуре 973 I(и концентрации хлорида кальция в солевом расплаве эквимолекулярной смеси хлоридов калия и натрия 2,4 мас.X составляет 0,6 В.

Потенциал неподвижного жидкого цинкового индикаторного электрода относительно хлорного электрода сравнения фиксируют па фотобумаге с помощью шлейфного осциллографа Н-700, Иэ полученной хронопс тенциограммы определяют переходное время и рассчитывают коэффициент диффу"ии ионов кальция по уравнению Санда ° Коэффициент диффузии ионов кальция в солеваи расплаве эквимолекулярной смеси хлоридов калия и натрия при температуре 1023 К равен (1,910,2)

10 и /с.

Пример 2. Для определения точности получаемых значений коэффициента диффузии ионов металла преда 4

137б033

Д „ 10, м /с

Температура, К

Предлагаемый способ Известный способ

1003

1, 27-0, 18

1,34+0, 18

1013

1,4

Составитель И. Рогаль

Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

Редактор 1(.Лазаренко

Заказ 786/45

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7<-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лагаемым способом с неподвижным жидким металлическим индикаторным электродом в лабораторных условиях определяют коэффициенты диффузии ионов

5 никеля в солевом расплаве эквимолекулярной смеси хлоридов калия и натрия

У содержащей 1,5 мас,% хлорида никегя

° о

Использование предлагаемого хронопотенциометрического способа определения коэффициента диффузии ионов металла в солевом расплаве с использованием неподвижного жидкого металлического индикаторного электрода по сравнению с известным способом обеспечивает определение коэффициента диффузии ионов металла более электроот30 рицатель ного,чем ионы металла солевого расплава-ра ств орителя и сок ращение в ремени определения на 1,5 ч за счет устранения времяемкой операции предварительной подготовки поверхности металлического индикаторного электрода, — 35

Формул а изобретения

Хронопотенциометрический способ .определения коэффициента диффузии

1 при температуре 1003 и 1013 К. Условия такие же, как в примере 1.

Сравнительные значения коэффициентов диффузии ионов никеля, определенных в указанном соленом расплаве предлагаемым и известным способами представлены в таблице. ионов металла s солевом расплаве, включающий поляр из ацию ме таллического индикаторного электрода при постоянной плотности тока и регистрацию потенциала металлического индикаторного электрода относительно электрода сравнения во времени, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей способа за счет обеспечения определения коэффициента диффузии ионов более электроотрицательного металла, чем ионы металла солевого расплаварастворителя и сокращения продолжительности определения, в качестве индикаторного электрода использован жидкий металлический ,элек трод .