Введение к работе
Актуальность проблемы. Вольфрам получил широкое применение в современной технике, металлургии, радиоэлектронике и др. Существующие методы анализа объектов, содержащих вольфрам, как правило требуют его отделения от сопутствующих элементов, что усложняет аналитическую процедуру и часто приводит к искажению результатов. Так, при гравиметрическом и фотометрическом определении вольфрама требуется создание строго определенных условий: рН среды, температуры, концентрации вводимых реагентов и т.д. При этом чаще всего не устраняется мешающее влияние таких элементов, как молибден, ванадий, железо, хром и др. Экстракцион-но-фотометрические методы предусматривают выполнение дополнительных операций, что увеличивает трудоемкость и длительность определения, часто ведет к потери определяемого элемента и, в конечном итоге, сказывается на точности анализа. Предел обнаружения спектральных методов не отвечает современньш требованиям анализа вольфрамсодержатих материалов из-за трудной возбудимости соответствующих спектральных линий.
Перспективным для решения данной задачи является применение электрохимических методов анализа. Так, вольтамперометрия обладает достаточно низким пределом обнаружения и хорошей воспроизводимостью результатов, позволяет селективно определять одни элементы в присутствии других в достаточно простых по составу фоновых электролитах, не требует сложного и дорогостоящего оборудования. В связи с этим, исследование электрохимического поведения вольфрама (VI) будет способствовать разработке новых экспрессных электроаналитических методов контроля химического состава вольфрамсодержатих материалов и реализации этих методов в заводских и исследовательских лабораториях. Работа выполнялась в соответствии с планом научно-исследовательских работ Института химии твердого тела УрО РАН и Института прикладной механики УрО РАН по теме "Исследование кинетики и механизма гетерогенных процессов, протекающих в системах газ - жидкость - твердое тело и разработка новых методов получения и исследования химического состава многослойных элек-троэрозионностонких покрытий", N гос. per. 01940001198.
Цель работы. Одним из наиболее перспективных методов электроаналитической химки является вольтамперометрия. Высокая селективность вольтамперометрического восстановления (окисления) деполяризаторов во многом определяется составом фонового электролита. Установление оптимального состава такого электролита достигается за счет изучения кинетики и механизма электродных реакций и исследования электрохимически ак-
тивных комплексов деполяризатора в соответствующих условиях. В связи с этим целью настоящей работы явилось изучение кинетики н механизма электрохимического восстановления вольфрама (VI) в кислых воднооргани-ческих растворах, установление оптимальных условий и разработка селективного метода определения вольфрама в многокомпонентных системах.
Научная новизна. Для селективного восстановления вольфрама (VI) впервые предложен смешанный минерально-органический фоновый электролит, содержащий фосфорно-хлороводородный раствор 8-меркалтохино-лина. Изучены кинетика и механизм электрохимического восстановления вольфрама (VI) в данных условиях. Установлено, что в указанных электролитах вольфрам (VI) образует смешанные комплексы с компонентами фона, что обеспечивает условия его селективного определения. На основании полученных результатов разработан новый метод вольтамперометрического определения вольфрама в объектах сложного химического состава.
Практическое значение. Разработан метод прямого вольтамперометрического определения вольфрама в сталях, сплавах и минеральном сырье, а также предложены методы определения вольфрама и некоторых других элементов в продуктах металлургического производства без отделения компонентов основы, отличающиеся простотой, воспроизводимостью и требуемым пределом обнаружения. Выполнение определения сводится к растворению пробы и съемке вольтамперограммы. Разработанные методики реализованы в лаборатории физики неравновесных металлических систем Физико-технического института УрО РАН и лаборатории физико-химических методов исследования Института прикладной механики УрО РАН для определения вольфрама в специальных сплавах.
результаты исследований и интерпретацию механизма электрохимического восстановления вольфрама (VI) в кислом 8-меркаптохино-линсодержащем фоновом электролите;
установленные в работе кинетические и энергетические характеристики электродного процесса с участием вольфрама (VI) в фосфорно-хлороводороднокислых 8-меркаптохинолинсодержащих электролитах на различных типах рабочих электродах;
состав комплексов вольфрама (VI), образующихся в фосфорно-хлороводороднокислых растворах в присутствии 8-меркаптохинолина;
Новые методики количественного определения вольфрама в объектах металлургического производства.
Объем работы. Диссертационная работа изложена на 125 страницах машинописного текста, включает 15 рисунков, 16 таблиц; состоит из 5 глав, выводов и списка литературы, включающего 198 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы представлялись на Всесоюзной конференции "Анализ-90п, г.Ижевск,1990 г., на II Азиатской конференции по аналитической химии, г. Чангчун, 1993 г., на Всероссийской конференции "Экоаналитика-96",1996 г., на научной молодежной школе "Кластерные системы и материалы", г. Ижевск, 1997 г..
Публикации. По результатам исследования опубликовано 11 работ.
СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ
