Кінетичні закономірності реакції розчинення алюмінію та його сплавів у водних розчинах лугів без накладення струму і в умовах поляризації. Дослідження корозійної і електрохімічної поведінки алюмінію. Порядок вивчення локальних температурних ефектів.
Аннотация к работе
ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. В.Н. Фізико-хімічні закономірності взаємодії алюмінію та його сплавів з водними і водно-спиртовими розчинами сильних основ Роботу виконано у відділі фізичної хімії та електрохімії розчинів Науково-дослідного інституту хімії при Харківському національному університеті ім. Захист відбудеться “6 ”лютого 2004р. о 1600 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.051.14 Харківського національного університету ім. З дисертацією можна ознайомитися в Центральній науковій бібліотеці Харківського національного університету ім.Хімічна обробка алюмінію та його сплавів при цьому базується на реакції розчинення алюмінію у водних розчинах гідроксидів, тому дослідження кінетики та механізму названої реакції є основою для удосконалення технологічних процесів. У зв?язку з інтенсивним впровадженням у виробництво неводних розчинників виникла необхідність дослідження корозійної і електрохімічної поведінки алюмінію та його сплавів в органічних і водноорганічних середовищах. Використання водно-спиртових розчинів гідроксидів дало можливість зясувати вплив слабких взаємодій (водневого звязку, сольватації, кислотно-основних перетворень) на кінетику розчинення алюмінію у лужних розчинах. Мета роботи полягала у встановленні механізму розчинення і пасивації алюмінію та його сплавів у водних і водно-спиртових розчинах сильних основ і дослідженні процесів, які відбуваються на межі поділу фаз метал-розчин. дослідити корозійну і електрохімічну поведінку алюмінію та його сплавів у лужних розчинах NAOH і LIOH на основі водно-спиртових розчинників з використанням одно-і багатоатомних спиртів;Встановлено, що залежності швидкості розчинення (Км) і температурного ефекту (DT) від концентрації NAOH мають аналогічний характер (рис. Відповідно відбувається зростання локального температурного ефекту реакції на межі поділу фаз при введенні у розчин NANO3 і NACLO4. Проведено порівняльні дослідження з визначення кількості алюмінію, що перейшов у розчин, при хімічному і електрохімічному розчиненні. Аналіз одержаних результатів, а також літературних відомостей щодо складу поверхневої плівки алюмінію, який розчинюється, складу алюмінатних комплексів, а також урахування того, що окиснення металевого алюмінію відбувається поступово з утворенням частинок проміжного ступеня окиснення, дозволили нам запропонувати наступний механізм розчинення алюмінію у водних розчинах сильних основ: розчинення “природної” оксидної плівки Для 5,0 моль/л розчину NAOH зменшення швидкості розчинення починається вже при масовій частці спирту 16%.Встановлено, що взаємодія алюмінію та його сплавів з водними розчинами сильних основ проходить за електрохімічним механізмом з переважним катодним контролем, що додатково підтверджується впливом нітрат-и перхлорат-іонів на кінетику процесу. Вперше вивчено локальні температурні ефекти на межі метал-розчин при окисненні алюмінію та його сплавів у розчинах NAOH. DT для сплавів має вище значення, що відповідає більшій швидкості розчинення сплавів В-95 і Д-16. Вперше встановлено, що перехід від розбавлених до концентрованих водних розчинів NAOH супроводжується зміною лімітуючої стадії анодної реакції розчинення алюмінію. Запропоновано багатостадійний механізм іонізації алюмінію у водних розчинах сильних основ, який враховує утворення і перехід у розчин продуктів оксиснення алюмінію.
План
2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ ВИКЛАДЕНИЙ В РОБОТАХ
1. Чеканова Л.И., Грицан Л.Д., Грицан Д.Н., Ларин В.И., Власова О.М. (Бакуменко). Влияние этанола и других органических растворителей на скорость ионизации алюминия в водных растворах гидроксида натрия // Вестник ХГУ. - 1986. - № 289. - С.52-54.
3. Ларин В.И., Чеканова Л.И., Лукащук Т.С., Бакуменко О.М., Боярчук Т.П. Влияние этиленгликоля и глицерина на коррозионное и анодное поведение алюминия в растворах гидроксида натрия // Журн. прикл. хим. -1989.- т.62, №7.- С.1649-1651.
4. Здобувач експериментально визначив вплив вмісту етиленгліколю й гліцерину на корозійну та електрохімічну поведінку алюмінію в розчинах NAOH.
5. Ларин В.И., Лукащук Т.С., Бакуменко О.М. Влияние полиэтиленгликолей на коррозионное и анодное поведение алюминия в растворах гидроксида натрия //Вестник ХГУ. - 1993. - № 377- С.94-97.
6. Здобувач експериментально довів, що дія поліетиленгліколей щодо інгібування процесу іонізації алюмінію не залежить від їхньої молекулярної маси.
7. Бакуменко О.М. Ларин В.И. Растворение алюминия в системе NAOH-H2O-ROH // Вісник Харківського університету. Хим. науки № 1. - 1997. - № 395. - С.278-283.
8. Особистий внесок здобувача полягав у виявленні залежності отриманих кінетичних закономірностей реакції від процесів гідратації та кислотно-основних взаємодій між молекулами розчину, які відбуваються у системі.
9. Ларин В.И. Бакуменко О.М. Кинетика ионизации алюминия и его сплавов в щелочных растворах // Гальванотехника и обработка поверхности.- Москва.-1997.- т.5, №1- С.32-37.
10. Здобувач експериментально довів, що реакція розчинення алюмінію та його сплавів іде за електрохімічним механізмом, де контролюючим є катодний процес.
11. Ларин В.И., Бакуменко О.М. Ингибирующее действие органических и неорганических реагентов на растворение алюминия и его сплавов в щелочных растворах (обзорная) // Укр. хим. журн. - 1998. - Т.64, № 2. - С. 102-111.
12. Особистий внесок здобувача полягав в аналізі, узагальненні та систематизації даних щодо інгібування розчинення алюмінію та його сплавів у лужних розчинах.
13. Ларин В.И., Лукащук Т.С., Бакуменко О.М. Физико-химическое исследование системы Al-NAOH-H2O-R(OH)n и возможность разработки ХИТ на ее основе // Вестник ХГУ. Химия. - 1998. - №2- С.196-200.
14. Особистий внесок здобувача полягав в експериментальному визначенні корозійних та електрохімічних характеристик системи Al-NAOH-H2O-R(OH)n і доказі, що дана система може використовуватися при розробці хімічних джерел струму.
15. Бакуменко О.М., Ларин В.И., Лукащук Т.С. Физико-химические свойства системы алюминий-водно-спиртовый раствор щелочи // Вопросы химии и химич. Технологии. Спец. вып. электрохимия. - 1999. - №1. - С.31-33.
16. Здобувач експериментально довів, що міжіонні та міжмолекулярні взаємодії обумовлюють кінетику реакції розчинення алюмінію у водних та водно-спиртових лужних розчинах. Регулювання швидкості процесу можливе шляхом змінювання складу водно-органічного розчинника.
17. Ларин В.И., Лукащук Т.С., Бакуменко О.М. Исследование механизма ионизации алюминия в водных растворах гидроксида натрия // Вісник Харківського університету. Хімія - 2000.- № 477, вип.5 (28). - С.136-140.
18. Здобувач експериментально довів, що розчинення алюмінію та його сплавів у водних розчинах NAOH відбувається через утворення поверхневих оксидних сполук. Було розраховано коефіцієнти переносу анодної реакції, які вказують на багатостадійний механізм реакції. Запропоновано механізм реакції розчинення алюмінію у водних розчинах сильних основ.
19. Лукащук Т., Бакуменко О., Пшеничная С., Ларин В., Коррозионное поведение алюминия и его сплавов в щелочных водно-органических средах // Фізико-хімічна механіка матеріалів.- Львів.- 2002.- №3, т.1.- С.138-142.
20. Здобувач запропонував та експериментально підтвердив, що водневий зв?язок між молекулами спиртів (метанолу, етиленгліколю, гліцерину) й молекулами води обумовлює корозійні та електрохімічні характеристики алюмінію у водно-спиртових розчинах NAOH. У водно-спиртових розчинах LIOH реакція ускладнюється завдяки утворенню сольової плівки на поверхні електроду.
21. Грицан Д.Н., Чеканова Л.И., Ларин В.И., Самойлов Е.А., Власова О.М. (Бакуменко) Исследование механизма растворения алюминия в щелочных растворах // Сб. тез. конф. “Теор. и практ. защиты металлов от корроз.”. - Куйбышев. - 1985. - С.22.
22. Здобувачем експериментально отримано результати, які виявляють особливу роль води в кінетиці реакції, як розчинника і реагента катодної реакції.
23. Larin V.I., Backumenko О.M., Lukashchuk T.S. The Influence of the Properties of Alkaline Water-Alcohol Solutions on the Kinetics of Aluminium Dissolution // Abstracts. VII International Conference "The Problems of Solvation and Complex Formation in Solutions" - Ivanovo (Russia). - 1998. - P.200.
24. Здобувач особисто довів, що зі збільшенням кількості ОН-груп в молекулі спирту його інгібуюча дія також зростає, що є наслідком впливу на катодну реакцію відновлення водню.
25. Ларин В.И., Лукащук Т.С., Добриян М.А., Самойлов Е.А., Бакуменко О.М. Анализ и переработка отработанных травильных растворов // Тез. доп. Всеукр. конф. з аналітичної хімії. - Ужгород. - 1998. - C 42.
26. Здобувач отримав експериментальні дані щодо регенерації відпрацьованих травильних розчинів NAOH, що використовуються у промисловості при контурній обробці алюмінієвих сплавів.
27. Ларин В.И., Бакуменко. О.М., Самойлов Е.А. Физико-химические закономерности взаимодействия алюминия и его сплавов с водными растворами щелочей, являющиеся основой для совершенствования обработки металлов // Сб. тезисов Российской научно-практической конф. “Гальванотехника и обработка поверхности”. - Москва. - 1996. - С. 83-84.
28. Особистий внесок здобувача полягав у доказі положення, що взаємодія алюмінію та його сплавів з водними розчинами лугів відбувається за електрохімічним механізмом.
29. Лукащук Т., Бакуменко О., Ларін В., Гужва А. Кінетика розчинення алюмінію у водно-спиртових розчинах гідроксидів // Збірн. наук. праць: Девята наук. конф. “Львівські хімічні читання - 2003”, Львів: Видавн. центр нац. ун-ту ім. І.Франка, 2003. - С.40.
30. Здобувач експериментально довів, що в досліджених водно-спиртових розчинах NAOH анодна реакція лімітується стадіями переносу заряду та розчинення поверхневої плівки оксидних сполук. Коефіцієнти лінійних рівнянь та коефіцієнт переносу b, що були розраховані, підтверджують багатостадійний механізм анодної реакції.