WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 13 |

«...»

-- [ Страница 7 ] --

Таким образом, установлены оптимальные параметры электролиза, при которых (температура раствора 20-250С, концентрация сульфита натрия 3 моль/л, анодная плотность тока 50 А/м2 и продолжительность электролиза 0,5 час) выход по току тиосульфат-ионов достигает 99,3%.

Новизна способа получения тиосульфата натрия защищена предпатентом РК [31].

Полученный электрохимическим путем тиосульфат натрия исследовали методом рентгенофазового анализа на установке марки ДРОН-3. Наличие на рентгенограмме дифракционных линий тиосульфата натрия с параметрами межплоскостных расстояний: 5,39 А0; 3,34 А0; 2, А0; 2,24 А0 соответствует значениям американской картотеки ASTM.

Указанные дифракционные максимумы характерны для кристаллической решетки Na2S2О3 · 5H2O.

3.6. Синтез окисленных кислородсодержащих соединений серы.

Установлено, что при анодной поляризации элементарной серы в сернокислом растворе в основном формируются сульфит-ионы (SO32-) и в незначительной степени тиосульфат-ионы (S2O32-). Однако, при окислении серы с образованием тиосульфата следует учитывать, что тиосульфатионы в кислой среде неустойчивы. Литературные данные свидетельствуют о том, что под действием кислот при наличии в растворе тиосульфат-ионов первоначально образуется малоустойчивая тиосерная кислота H2S2O3.

Возможно, что в данном случае могут образовываться также и сульфат-ионы, однако проведение электролиза в сернокислом растворе затрудняет анализ на наличие сульфат-ионов в электролите.

Влияние плотности тока на процесс окисления сера-электрода и на выход по току образования сульфит- и тиосульфат-ионов изучали в интервале 50-300 А/м2 в сернокислом растворе [32,33]. Максимальный выход по току наблюдается при низких плотностях тока (i=50А/м2) и составляет для сульфит-ионов 74%, а для тиосульфат-ионов 9%.

Повышение плотности тока до 300 А/м2 приводит к существенному понижению выхода по току образования сульфит- и тиосульфат-ионов.

Возможно, это связано с усилением побочного процесса - выделения кислорода на аноде, а также с тем, что образовавшиеся продукты электролиза довольно легко окисляются в кислой среде до сульфит-ионов.

Установлено, что при изменении концентрации серной кислоты в растворе в пределах 1-2 моль/л наблюдается наибольший выход по току образования сульфит-ионов. Концентрация серной кислоты в растворе, равная 1,5 моль/л, соответствует максимуму выхода по току образования сульфит-ионов, который составляет 74%. Повышение концентрации серной кислоты в растворе до 5 моль/л по-видимому, приводит к усилению побочного процесса выделения кислорода и, соответственно, значительному снижению выхода по току образования сульфит- и тиосульфат-ионов. Учитывая также возможность окисления сульфитионов в кислых растворах, можно предположить, что в данном случае при увеличении концентрации серной кислоты в электролите происходит частичное дальнейшее окисление последних до сульфат-ионов.

Исследование зависимости процесса окисления сера-электрода от температуры раствора проводили в интервале температур 20-700С.

Максимальный выход по току образования сульфит-ионов наблюдается при комнатной температуре 200С и составляет 74%. В ходе экспериментальных исследований установлено, что повышение температуры до 70 С приводит к понижению выхода по току образования сульфит-ионов до 30%. По-видимому, повышение температуры не только увеличивает скорость диффузии, но и повышает скорость побочного процесса - выделения кислорода. Повышение температуры электролита до 700С незначительно увеличивает выход по току образования побочного продукта тиосульфат-ионов до 15%.

Таким образом, в работе [33] впервые изучено анодное поведение элементарной серы при поляризации в составе композиционного электрода в сернокислых растворах и установлено, что сера обладает электрохимической активностью в данной среде и растворяется с высоким выходом по току с образованием сульфит-ионов.

Известно, что теллурат натрия получают в щелочной среде окислением теллурит-ионов кислородом при давлении 20 атм в автоклаве при температуре 2000С.

Более приемлемыми и перспективными для производства являются способы электрохимического синтеза, которые позволяют проводить процессы при пониженных (до 1000С) температурах и получать продукты относительно высокой чистоты.

В работах [34,35] показано, что природа материала электрода оказывает существенное влияние на анодное поведение теллура (IV) в щелочном растворе. В качестве материала электрода использовали нержавеющую сталь, платину и никель. В потенциодинамическом режиме волны окисления теллура (IV) до потенциала выделения кислорода на всех исследованных электродах не наблюдаются. Однако в условиях электролиза на всех электродах происходит окисление теллурит- ионов и образование взвеси теллурата натрия. Электролиз вели с разделением анодного и катодного пространства с помощью ионообменной мембраны МК-40. Как показали результаты исследований, окисление теллура (IV) на нержавеющей стали и платине протекает с низким выходом по току. Самый высокий выход по току наблюдается на никелевом электроде, т.е. скорость окисления теллура (IV) в ряду нержавеющая сталь – платина никель растет. Вероятно, это связано с различием в механизме окисления теллура (IV). На нержавеющей стали, по-видимому, окисление идет за счет выделяющегося атомарного кислорода:

Адсорбция атомарного кислорода на окисленной поверхности платинового электрода позволяет достигать более высоких выходов по току, чем на нержавеющей стали:

На никеле при анодной поляризации также образуется оксидная пленка. Как показали эксперименты, высший оксид никеля является катализатором окисления теллурит - ионов, и на никелевом электроде имеет место осуществление электрокаталитического цикла:

Таким образом, от материала электрода зависит не только выход по току окисления теллурит- ионов, но и механизм протекающего процесса.

Выход по току возрастает при увеличении концентрации теллурит – и гидроксид-ионов, температуры раствора, а с повышением плотности тока падает. По- видимому, процесс определяется диффузией теллурит- ионов к поверхности электрода. О диффузионном характере процесса свидетельствует и величина кажущейся энергии активации, рассчитанная температурно-кинетическим методом и равная 29, кДж/моль. Уменьшение выхода по току при повышении плотности тока связано с тем, что последнее приводит к протеканию побочного процесса – интенсивного выделения кислорода. Скорость молизации атомарного кислорода возрастает, что соответственно, уменьшает долю активного атомарного кислорода.

Таким образом, выход по току образования теллурата натрия существенно увеличивается при использовании никелевых анодов.

Электрохимический способ получения теллурата натрия защищен авторским свидетельством СССР [36].

Сульфид меди (I) можно получить при совместном катодном восстановлении меди (II) и серы (IV) из сернокислых растворов [37, 38].

Как известно, условием совместного разряда ионов является равенство электродных потенциалов их разряда:

Где Е01, E02 – стандартные потенциалы разряжающихся ионов;

перенапряжение при разряде ионов.

Исследовано катодное поведение серы (IV) в присутствии ионов потенциодинамических кривых и электролизе при контролируемых токе и потенциале.

По литературным данным, при электролизе щелочных сульфитных растворов на катоде выделяется только водород, а сульфит-ионы практически не восстанавливаются. В кислых растворах сульфиты частично разлагаются до сернистой кислоты и сернистого газа. В зависимости от рН среды образуются различные продукты: дитиониты, элементарная сера, сульфаны. В зависимости от условий электролиза в некоторых случаях образуются сероводород, тиосульфаты, политиониты и малоустойчивые гидросернистая и сульфоксиловая кислоты.

Как показали потенциодинамические I, Е- кривые, снятые в растворе, содержащем одновременно ионы меди (II) и серу (IV), наблюдается три максимума тока [37]. Первый максимум тока соответствует восстановлению ионов меди (II) до элементарной, при этом поверхность электрода покрывается осадком черного цвета. Видимо, генерируемые на катоде атомы меди и серы, взаимодействуя вследствие химического сродства, образуют сульфид меди (I).

Результаты химического и рентгенофазового анализов подтверждают, что структуры полученного осадка соответствует формуле Cu2S.

Дальнейшая поляризация электрода приводит к разложению образовавшегося сульфида меди (I) до элементарной меди и сероводорода, о чем свидетельствует третья волна вольтамперограммы.

Далее, сероводород в прикатодной зоне в объеме раствора химически взаимодействует с ионами меди (II), образуя сульфид меди (I) в виде порошка.

Как видно из поляризационных кривых, присутствие в растворе ионов меди (II) деполяризующе действует на электрод и смещает потенциал восстановления серы (IV) в положительную сторону.

Препаративный электролиз при контролируемых токе и потенциале, проведенный на титановом электроде в сернокислых растворах, содержащих ионы меди (II) и серу (IV), протекает с образованием порошкообразного сульфида меди (I) черного цвета, который собирается на дне электролизера. Выход по току продукта электролиза (Cu2S) в оптимальных условиях достигает 70%.

Повышение плотности тока увеличивает выход по току сульфида меди (I), кривая зависимости этих параметров проходит через максимум в области 300 А/м2. Дальнейшее ее повышение снижает скорость процесса и, соответственно, выход продукта. Это объясняется тем, что с повышением плотности тока растет скорость побочных процессов – выделения водорода и образования сероводорода, что ведет к нехватке серы (IV) в растворе и выделению на катоде медного порошка.

Аналогичная зависимость получается при изменении концентрации меди (II) в растворе. Повышение содержания ионов двухвалентной меди выше 0,0016 моль/л приводит к образованию медного порошка, который загрязняет продукт электролиза. При низких концентрациях снижается скорость основного процесса.

При исследовании влияния концентрации серы (IV) на процесс обнаружена параболическая зависимость с максимумом при концентрации 0,08 моль/л. При высоких концентрациях серы (IV) в процессе электролиза наблюдается образование элементарной серы.

Кроме того, на катоде, по-видимому, может протекать реакция восстановления серы (IV) до тиосульфат-ионов, что существенно сказывается на процессе образования сульфида меди (I).

Таким образом, в результате проведенных экспериментов показано, что при совместном восстановлении ионов меди (II) и серы (IV) в сернокислых растворах на титановом электроде присутствие ионов меди (II) оказывает деполяризующее действие на электрод и сдвигает потенциал восстановления серы (IV) в положительную сторону.

Основным продуктом электролиза является порошковый сульфид меди (I). Способ электрохимического синтеза сульфида одновалентной меди защищен авторским свидетельством СССР [38].

4. Электрохимические способы синтеза неорганических соединений Платиновые металлы, обладающие высоким значением потенциала ионизации, при обычной температуре характеризуются большой устойчивостью по отношению к химическому воздействию различных реагентов – кислот, щелочей, наиболее активных металлоидов. Однако в определенных условиях они способны растворяться в кислотах, взаимодействовать со щелочами, кислородом, хлором. В значительной степени реакционная способность платиновых металлов определяется степенью их дисперсности, образованием интерметаллических соединений с другими элементами, присутствующими в металле или сплаве, и часто зависит от присутствия посторонних примесей, оказывающих вероятно, каталитическое действие на процесс растворения.



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 13 |
 


Похожие работы:

«ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра кристаллографии и кристаллохимии КУРСОВАЯ РАБОТА Корунд: основные свойства, кристаллогенезис, получение Студент Шипилова Елена Серафимовна группа 112 Научный руководитель Волкова Елена Александровна МОСКВА 2012г. Содержание Введение Разновидности корунда Происхождение и месторождения драгоценных корундов: рубинов и сапфиров Генезис кристаллов корунда Основные свойства Химический состав Кристаллическая структура Нахождение в природе Синтез корунда и его...»

«СХЕМА КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ БАССЕЙНА РЕКИ ВОЛХОВ Книга 2 Оценка экологического состояния и ключевые проблемы речного бассейна Пояснительная записка 1 ПРОЕКТ Схема комплексного использования и охраны водных объектов Пояснительная записка к книге 2 Оценка экологического состояния и ключевые проблемы речного бассейна 1 Распределение водных объектов речного бассейна по категориям (естественные, существенно модифицированные, искусственные) В соответствии с пунктом 10...»

«Аннотация Книга представляет собой научно-художественную биографию великого русского советского ученого и мыслителя, академика Владимира Ивановича Вернадского (1863—1945). Геохимик и минералог в начале своего пути, В. И Вернадский в дальнейшем создал целостную картину развития нашей планеты, увязав в своей теории данные геологии с наукой о жизни и человеке. Настоящее издание посвящено 125-летию со дня рождения всемирно известного ученого. Содержание I 5 Глава 1 5 Глава II 14 Глава III 30 Глава...»

«Кафедра _НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ ФИЗИКА И ХИМИЯ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ для специальности 150601 Материаловедение и технология новых материалов Дзержинский, 2011 г. УМК разработан _кандидатом технических наук Кирьяновой Викторией Владимировной Протокол заседания кафедры Новых материалов и технологий_ (название кафедры) № _ от 2011 г. Заведующий кафедрой _ /Б.М.Балоян / (подпись) СОГЛАСОВАНО Протокол заседания выпускающей кафедры _Новых материалов и...»

«И.С. Белюченко Экология Кубани (Часть II) Краснодар, 2005 Белюченко И.С. Экология Кубани. Часть II. Краснодар: Изд-во КГАУ. 2005. 470 с. Во второй части монографии обсуждается степень загрязнения различных ландшафтов края некоторыми поллютантами (тяжелыми металлами, пестицидами и др.) на основе обобщения данных научных публикаций различных авторов и результатов исследований и экспериментальных материалов, выполненных научноисследовательским институтом прикладной и экспериментальной экологии...»

«ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для подготовки дипломированного специалиста по направлению 280000 Безопасность жизнедеятельности, природообустройство и защита окружающей среды специальности 280201 Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание СЫКТЫВКАР 2012 1 УДК 54 ББК 24.1 О-28 Рекомендован к изданию в электронном виде кафедрой целлюлозно-бумажного производства,...»

«2014 Каталог 2013 Мы рады, что Вы держите в руках новый каталог нашей продукции! Однако особенно нас радует, когда Вы лично обращаетесь к нам с Перед Вами – 252 страницы, каждая из которых вопросами! рассказывает о многочисленных полезных изделиях, используемых для манипуляций с опасными жидкостями, для ручного отбора проб, не говоря уже о +49 7635 8 27 95-0 широчайшем ассортименте ёмкостей, а также промышленного и лабораторного оборудования. +49 7635 8 27 95-31 Кроме того, в нашем каталоге Вы,...»

«Согласовано: Утверждаю: зам.директора по УВР Директор школы _ Л.В.Хмель _ Г.А.Котова Рабочая программа по химии для 8-9 классов 2 часа в неделю учитель химии Г.А.Котова 2013-2014 учебный год Пояснительная записка Рабочая программа по учебному предмету Химия, 8-9 класс составлена в соответствии требованиями Федерального компонента государственного стандарта общего образования (приказ МО РФ от 09.02.1998 №322) и Федеральным БУП для общеобразовательных учреждений РФ, примерной программы основного...»

«АГРОХИМИЯ Курс лекций Владивосток 2006 1 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Дальневосточный государственный университет Академия экологии, морской биологии и биотехнологии Кафедра почвоведения и экологии почв АГРОХИМИЯ Курс лекций Составитель Дербенцева А.М., профессор кафедры почвоведения и экологии почв Владивосток Издательство Дальневосточного университета 2006 2 ББК 40.3 С 80 Научный редактор В.И. Голов, д.б.н., профессор Рецензенты:...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.