Введение к работе
Актуальность. Изучение процессоз растворения оксидов и гидроксидоз (люминия - актуальная проблема неорганической химии. Алюминий и его ;планы в настоящее время являются основой одного из самых широко исполь-іуемьіх классов конструкционных материалов. Эксплуатационные характеристики конструкций из этих материалов обеспечиваются механической, терми-іеской и химической устойчивостью достаточно тонкого слоя оксидов и гидро-ссидов на их поверхности. Поэтому изучение кинетики и механизмов растворе-шя оксидов и гидроксидов алюминия является научной задачей, направленной іа решение практических проблем стойкости изделий и конструкций из алю-линия и его сплавов в условиях жесткого химического воздействия. Решение ітой задачи может быть полезно при выщелачивании бокситов кислотными методами.
Цели и задачи работы. Целью настоящей работы явилось установление іакономерностей растворения оксидов и гидроксидов алюминия в кислых сре-jax. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
а) получить экспериментальные данные по влиянию температуры (Т) и
ганцентрации кислот на растворение а-А1(ОН)з в серной и хлороводородной
:ислотах. Разработать методику обработки экспериментальных данных;
б) количественно определить кислотно-основные характеристики оксида
і гидроксида алюминия;
в) получить согласованные данные констант растворения с учетом ад-
орбционных процессов, протекающих на границе двойного электрического
лоя (ДЭС);
г) разработать теоретическую модель, описывающую процесс растворе-
іия гидроксида алюминия в кислых средах и учитывающую адсорбционные
процессы протекающие на границе раздела фаз..
Научная новизна. На основе полученных в работе экспериментальных іанньїх установлены следующие закономерности растворения оксидов и гидро-ссидов алюминия в водных растворах серной и хлороводородной кислотах, оп-іеделеньї порядки реакций: в серной - 0,7 и хлороводородной кислоте - 0,5. Оп-
ределены энергии активации процессов растворения: в серной кислоте - от 66, до 78,9 кДж/моль и в хлороводородной кислоте - от 54,4 до 70,1 кДж/моль. On ределены константы, характеризующие кислотно-основные и кинетические па раметры оксида алюминия. Предложена модель обобщенного механизма рас творения А1(ОН)з в кислых средах: а) показано, что лимитирующей стадие процесса растворения является переход поверхностных комплексо \)АІОН*г А~\ и \>А1-ОН1,] в раствор; б) установлено, что существенное влш ние на процесс растворения оказывает потенциал, возникающий на границ двойного электрического слоя (ДЭС); в) определены константы кислотне основных равновесий и основные параметры ДЭС на границе оь сид/электролит.
Практическая значимость. Предлагаемая модель протекающих процессо растворения оксидов и гидроксидов алюминия в растворах электролитов создє ет предпосылки для всестороннего исследования адсорбционных явлений, ОКЕ зывающих существенное влияние на процессы растворения в гетерогенной kv нетике. Полученные данные по растворению а-А1(ОН)з в кислых средах позве лят оптимизировать технологические процессы выщелачивания бокситов, а та же могут быть использованы в спецкурсах, спецпрактикумах по неорганиче ской и физической химии, при проведении научно-исследовательских рабо: Значения кислотно-основных констант поверхности а-А1203 могут быт использованы при изучении химии оксидов и гидроксидов алюминия.
Апробация работы. Основные результаты были доложены и обсуждені на XXXIII-XXXV Научных конференциях факультета физико-математически и естественных наук РУДН (Москва, 1997-1999 г.г.) и VII-VIII Всероссийско студенческой конференции "Проблемы теоретической и экспериментально химии" (Екатеринбург, 1997-1998 г.).
Публикации. По результатам работы имеется 9 публикаций.
Структура и объем диссертации. Работа построена традиционно и состои из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения резулі татов, выводов и приложения. Работа изложена на/^Рстраннцах машинописне го текста, включая^? рисунков таблиц /<Г. Библиография г#~наименованы?