Кінетика та механізм електроосадження міді, олова та їх сплавів із цитратних комплексів - Автореферат

Для процесу співосадження міді та олова цим вимогам відповідають електроліти на основі цитрат-іонів, які є стабільними в роботі та легко утилізуються, до того ж, в цьому електроліті, завдяки великій перенапрузі розряду цитратних комплексів міді (II), зближуються потенціали виділення міді та олова. мідь олово електроліт осад Для вивчення процесів утворення електролітичної бронзи необхідно, по-перше, виявити закономірності відновлення міді та олова окремо із цитратного електроліту і, по-друге, їх сумісний розряд. Для цього треба визначити залежність комплексного складу електроліту від концентрації компонентів та РН, склад електрохімічно активного комплексу, а також дослідити кінетику і механізм розряду комплексів міді (II), олова (II), олова (IV) та їх розряд в сплав. Виявити взаємозвязок стану іонів в електроліті і на поверхні електроду з кінетикою та механізмом електровідновлення міді (II), олова (II) та олова (IV) з нейтральних і лужних цитратних розчинів, які містять надлишок ліганду. Визначити області РН існування протонованих та непротонованих цитратних комплексів міді і олова, і на підставі цього визначити умови стабільного сумісного електровідновлення комплексів міді (II) і олова (II).Обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано мету і показано звязок проведених досліджень з державними науковими програмами та госпдоговорами, виділено наукову новизну та практичне значення роботи, представлено відомості про особистий внесок автора, а також про апробацію та публікації.Представлено огляд літературних даних сучасного уявлення стосовно процесу утворення електролітичних сплавів.Робочим електродом був торцевий платиновий електрод, діаметром 5 мм, поверхню якого перед кожним дослідом покривали шаром міді товщиною 10 мкм. Для дослідження процесів розряду олова (II) та олова (IV) на шар електролітичної міді наносили шар олова із цитратного електроліту. Допоміжним електродом була платинова проволока, а електродом порівняння в усіх експериментах - насичений хлор-срібний електрод. Дослідження електровідновлення міді (II) із цитратного електроліту проводили в розчинах 0.1M CUSO4 та 0.5М Na3Cit, фоновим електролітом був 0.5M Na2SO4. При сумісному електроосадженні двох металів використовували електроліти, які містять солі міді (II) та олова (II), сумарна концентрація яких становила 0.1М, тобто ізомолярні серії розчинів з різним співвідношенням концентрацій міді та олова при загальній їх концентрації 0.1М.Аналіз літературних даних показав, що мідь (II) утворює з цитратом комплекси такого складу [CUCITH3] , [CUCITH2], [CUCITH]-, [CUCIT]2-, [CUCIT2(OH)2]8-в залежності від РН середовища і співвідношення концентрацій іонів металу та комплексоутворювача. 1, в кислому середовищі розчин цитрату міді (II) є складною системою, яка містить декілька протонованих комплексів міді (II), а також ліганду, оскільки він у надлишку. У діапазоні високих РН існують тільки два комплекси, причому при РН 11.2 обидва комплекси знаходяться в рівних концентраціях і система [CUCIT2(OH)2]8- - [CUCIT]2-характеризується проявленням буферних властивостей та підтримує РН ~11.2. Розрахунок поверхневих концентрацій компонентів електроліту був проведений методом рішення замкнутої системи диференційних рівнянь, яка враховує хімічний, міграційний та дифузійний масоперенос в електроліті, який містить мідь (II) і надлишок цитрату, закон електронейтральності, залежність товщини дифузійного шару від густини струму та експериментальні дані про вихід за струмом міді та водню. Знайдено, що при електролізі розчину (РН 13.0) в діапазоні густин струму 0.05-0.15 А?дм-2 на поверхні електроду знаходиться комплекс [CUCIT]2-, якого немає в обємі.Аналогічно розрахункам, що були проведені для розподілу комплексів міді(II) з лимонною кислотою, було проведено компютерний розрахунок стану комплексних часток олова (II) в обємі розчину цитрату, представлений на рис. 6, з якого видно, що в кислому середовищі розчин містить протоновану форму цитрату олова і ліганду. Ясно, що цей електроліт в даних умовах не може застосовуватися через нестабільність іонного складу та РН на поверхні електроду в процесі електролізу, але вже після РН 8.0 у розчині існує тільки комплекс [SNCIT]2-. Порівняння цих залежностей дозволяє зробити такі висновки: при відновленні міді на мідному електроді так, як і при відновленні олова на оловяному електроді спостерігається дільниця початкового гальмування; стаціонарні потенціали робочих електродів відрізняються на ~0.5В так як і в розчинах простих солей; завдяки тому, що для міді початкове гальмування більше ніж для олова, виділення цих металів починається практично при одному й тому ж потенціалі. Для керування процесом електровідновлення комплексів Sn2 нами вивчено кінетику виділення олова з цитратного електроліту, який містить в якості поверхнево-активних речовин аліфатичні спирти: етанол, пропанол, ізопропанол та бутанол.Вольтамперометричні дослідження електровідновлення олова (IV) із розчину станату натрію на обертовому дисковому електроді показали,

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ