Способ изучения растворимости и скорости растворения твердых металлов в жидких

 

п>505955

Сове Советских

Социалистических

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид ву— (22) Заявлено 15.01.73 (21) 1871225/26-25 (51) М Кя 6 01 N 27!52 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.03.76. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 29.0б.7б

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 543 251 (088.8) по делам изооретений, и открытии (72) Авторы изобретения

В. А. Иголинский и В. Н. Шалаевская (71) Заявитель

Кемеровский научно-исследовательский институт химической промышленности (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСТВОРИМОСТИ

И СКОРОСТИ РАСТВОРЕНИЯ ТВЕРДЫХ МЕТАЛЛОВ

В ЖИДКИХ

1 2

Изобретение относится,к способам исследования материалов с помощью электрохимических средств путем окисления электродов.

Оно может быть использовано в научных исследованиях при разработке процессов амальгамной металлургии.

Амальгамы находят широкое применение в различных областях науки и техники, но до сих пор они изучены недостаточно. Плохо изучены растворимость и особенно скорость растворения твердых металлов и сплавов в ртути или других жидких металлах, что связано с недостатками и трудоемкостью известных экспериментальных методов исследования.

Одним из известных способов является способ «вращающегося диска», применяемый для измерения растворимости и скорости растворения металлов в ртути.

Способ заключается в том, что диск из твердого металла, изолированный со всех сторон, кроме торца, помещается в жидкий металл, например ртуть, приводится во вращение с заданной скоростью. Содержа.. := растворяющегося металла в жидкой =ìåñè определяется .в зависимости от времени одним из аналитических методов. По результатам анализов на основании теоретических соотношений рассчитывают растворимость твердого металла и скорость растворения.

Этот способ имеет существенные недостатки. При реализации способа преобладающую роль играют процессы диффузии, которые маскируют процесс растворения металла; условия растворения непрерывно изменяются за счет изменения содержания твердого металла в жидком, что осложняет интерпретацию результатов, поскольку в процессе измерений растворяется значительное количество твердого металла, изменяется структура и форма поверхности диска, трудно непрерывно следить за процессом растворения.

Даже незначительный эксцентриситет и вибрации диска при вращении приводят к получению неправильных результатов. ,Кроме того, известным способом невозможно изучать малорастворимые металлы, селективное растворение сплавов и интерметаллических соединений.

Цель изобретения — повышение точности и чувствительности анализа. Предлагаемый способ измерения растворимости и скорости растворения твердых металлов в жидких основан на измерении токов электроокисления твердого металла в раствор или расплав электролита через слой более электроположительного жидкого металла, например ртути. Отличительной особенностью способа является то, что на торец проволочки из изучаемого металла, изолированной с боков, .на565955

SzР1 /! — !

I„ /

Формула изобретения

Составитель H. Алимова

Техред А. Камышникова Корректор И. Симкин а

Редактор T. Орловская

Заказ 564 853 Изд. № 259 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патентэ носится с 70É жидког0 71eT3.7.7 я, ртути заданной тОлщины, получе11ный элекТРОД ГÎМЕЩЯЮТ В РЯСТВОР IIЛН РЯСПЛЯВ 11Ндифферентного 3,7сКТро7НТО. и ня негО пода!От я одный потенциал, достяточчыи для "-лектроокисления изучаемого металла, но :!ezoстяточ ныЙ .д7я эл&ктроокисления pT T è или другого жидкого металла. ,В случае сильноотрицательных металлов, например алюминия, исследуемый металл помещают в оболочку из индифферентного металла. Диаметр капли равен в этом случае диаметру оболочки из индиффере- .THGI металла. При этом величина анодного тока, протекающего через электрод, будет определяться как скоростью растворения твердого

МЕТЯЛЛЯ В РТУТИ ИЛИ ДРУГОМ ЖИ КОМ М ТЯЛле, так и диффузией атомов металла через слой ртути. Скорость диффузии в связи с малой толщичой слоя ртути достаточ«но велика и не мешает измерению скорости растворения.

По величине анодных токов и их изменению при изменении толщины пленки, температуры и других факторов можно точно и быстро измерять скорость растворения твердого металла в жидком и рассчитать все основные равновесные, кинетические и энергетические характеристики — растворимость, гетерогенную константу скорости, энергию активаци.и.

Основой для расчета является соотношение, полученное при теоретическом рассмотрении описанного процесса; где 5 —,".оверхность электрода; z — число элек-,родов в реакции э.7ектрооынс.7ения; F— число Фарадея; C„— растворимость i:еталла; D — коэффициент диффузии; К вЂ” гетерогенная константа скорости; а — тол1ц;!»я

I..ленки жидкого металла; „— стацион-рныЁ, у "тянОВИВшнйся ток электроокислечпя.

Предлагаемьп! способ позволяет изучать растворение малорастворимь1х металлов, селе<тинное растворение сплавов (растворение одного или нескольких компонентов), процессы образования и диссоциации интерметаллнческнх соедичений.

1. Способ исследования растворимости и скорости растворения твердых е!!ета", 70В в жидких, например в ртути. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что. с целью повышения точности и скорости исследования, пленку жидкого металла наносят ня торец электро7а из изучаемого твердого металла, на который подают анодный потенциал, и измеряют величину анодного тока, протекающего через электрод.

2. Способ по п, 1, отл ич а ю щ и й-с я тем, что исследуемый металл. помещен в оболочку из индифферентного металла.

3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что нерабочая поверхность электрода изолирована.