Хронопотенциометрический способ определения коэффициента диффузии ионов металла в солевом расплаве

(51) 4 С 01 И 27 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕПЬСТВУ К АВТОРСКОМУ Св овскоитута к аук 1957 ай ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Новомосковский филиал Москго химико-технологического инстим. Д.И.Менделеева(56) Делимарский Ю.К. Полярограионных расплавов. - Сб, Итоги ни техники. Растворы. Расплавы,ВИНИТИ, 1975, т. 2, с5-75.Делахей П. Новые приборы итоды в электрохимии. - М.: ИЛ,с. 310.(54) ХРОНОПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИИОНОВ МЕТАЛЛА В СОЛЕВОМ РАСПЛАВЕ(57) Изобретение относится к исследованию свойств материалов с помощьюэлектрохимических средств. Цельюизобретения является расширение функциональных воэможностей способаЦель достигается за счет поляризациииндикаторного металлического электрода с последующим измерением его потенциала во времени, В качестве индикаторного электрода использован жидкийметаллический электрод, Это позволяет определять коэффициенты диффузииионов металла более электроотрицательного, чем ионы металла солевогорасплава. 1 табл.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 хронопотенциометрическимспособом коэффициента диффузии ионовметалла более электроотрицательного,чем ионы металла солевого расплаварастворителя и сокращения времениэксперимента,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 электрохимическуюячейку 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 жидкому металлическому индикаторному электроду осуществляют через дно контейнера, Поверхность индикаторного электрода предварительно не обрабатывают. Жидкий металлический индикатор ный электрод поляризуют 1,5 с током постоянной плотности, которая в данных условиях выше предельной диффузионной плотности тока разряда ионов, коэФфициент диффузии которых опреде 50 ляют, фиксируют потенциал жидкого металлического индикаторного электрода относительно электрода сравнения,например, шлейфным осциллографом, Из полученной хронопотенциограммы зависимости потенциал" время определяют переходное время и рассчитывают коэффициент диффузии ионов металла по уравнению Санда. П р и м е р 1. Предлагаемым способом определяют коэффициент диффузииионов кальция в солевом растворе эквимолекулярпой смеси хлоридов калияи натрия при температуре 1023 К.В герметично закрываемую электрохимическую ячейку, снабженную атмосферой аргона, помещают контейнер спредварительно обезвоженной солевойэквимолекуляр,.". смесью хлоридов калия и натрия, содержащей 2,4 мас. Ехлорида кальция. Сюда же помещаютграфитовый анод, который являетсявспомогательным электродом,и хлорныйэлектрод сравнения, Нагревают электро.химическую ячейку до 973 К и плавятсолевую смесь. Устанавливают з электрохимической ячейке температуру 1023 К,Затеи в токе аргона в солевс й расплавпогружают тигель с металлическимцинком. Поверхность металлическогоцинка, который является индикаторнымэлектродом, предварительно не обрабатывают. Токоподвод к нему осуществляют через дно тигля. Иеталлическийцинк при температуре 973 К находитсяв жидком состоянии. Поверхность неподвижного цинкового индикаторногоэлектрода составляет 1 см . Неподвиж ный цинковый индикаторный электродпопяризуют 15 с током постоянной плотности 0,3 А/см , которая в данных условиях выше предельной диффузионнойплотности тока разряда ионов кальция(О, 15 А/си ). от потенциостата П.Деполяризация при разряде ионов кальция на жидком цинковом катоде притемпературе 973 К и концентрациихлорида кальция в солевом расплаве эк.вимолекулярной смеси хлоридов калия инатрия 2,4 мас,7 составляет 0,6 В.Потенциал неподвижного жидкого цинкового индикаторного электрода относительно хлорного электрода сравнения фиксируют па фотобумаге с помощью шлейфного осциллографа Н,Иэ полученной хронопотенциограммыопределяют переходное время и рассчитывают коэффициент диффузии ионовкальция по уравнению Санда. Коэффициент диффузии ионов кальция в солеваи расплаве эквимолекулярной смесихлоридов калия и натрия при температуре 1023 К равен (1,910,2)10и/с,П р и м е р 2. Для определенияточности получаемых значений коэффициента диффузии ионов металла предф 4 137 б 033 Д 10 м/с Температура, К Предлагаемый способ Известный способ 1003 1,27-0, 18 1,34+0, 18 1,5 1013 Составитель И.РогальТехред М,Ходанич Корректор С,Шекмар Редактор 1.Лазаренко Заказ 786/45 Тираж 847 Подписное В 11 ИИГП 1 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Б, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лагаемым способом с неподвижным жидким металлическим индикаторным электродом в лабораторных условиях определяют коэффициенты диффузии ионов5 никеля в солевом расплаве эквимолекулярной смеси хлоридов калия и натрияУ содержащей 1,5 мас,% хлорида никеляоИспользование 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 электроот 30 рицатель ного,чем ионы металла солевого расплава-растворителя исокращение времени определения на 1,5 ч за счет устранения времяемкой операции предварительной подготовки поверхности металлического индикаторного электрода, - 35 Формула из обре те нияХронопотенциометрический способ определения коэффициента диффузии 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 в солевом расплаве,включающий поляризацию металлического индикаторного электрода при постоянной плотности тока и регистрациюпотенциала металлического индикаторного электрода относительно электрода сравнения во времени, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения функциональных воэможностей способа за счет обеспечения определения коэффициента диффузии ионовболее электроотрицательного металла,чем ионы металла солевого расплаварастворителя и сокращения продолжительности определения, в качестве индикаторного электрода использован жнцкий металлический