Введение к работе
- о -
Актуальность темы. Анодное растворение металла - это сложный многостадийный процесс, на характер которого существенно влияют такие факторы, как рН среды, состав электролита, так как компоненты раствора принимают непосредственное участие б промежуточных стадиях анодного растворения. Кроме того, особенности процесса растворения зависят от температурного режима, динамических условий, структуры металла и обработки его поверхности.
Общепризнано, что электрохимическое растворение металлов проходит через образование поверхностных соединений при взаимодействии с компонентами раствора. В последнее время многие исследователи придерживаются мнения, что анодное растворение металлов протекает по сопряженным реакциям с параллельными лимитирующими стадиями.
Поверхностные комплексы и комплексные соединения в объеме раствора, образующиеся с участием одного и того же лиганда, как правило, различаются составом, устойчивостью, растворимостью. Имеются данные, указывающие на существование зависимости между свойствами комплексов, образованных в растворе и на поверхности растворяющегося металла. Известно, что присутствие веществ, обладающих комплекссобразуюшми свойствами, часто способствует ускорению анодного растворения металлов. Однако систематических исследований, посвященных взаимосвязи особенностей анодного растворения со свойствами комплексов металла, образующихся в растворе (составом, устойчивостью), практически не проводилось.
Большой экспериментальный материал накоплен по анодному растворению металлов подгруппы железа. Электрохимическое поведение кобальта, имея сходные черты с процессом анодного растворения железа, никеля, обладает своими особенностями. Кобальт является хорошим комплексообразователем и может образовывать устойчивые окрашенные комплексы со многими неорганическими и органическими лигандами, в том числе с дикарбоновыми кислотами, комллексонаш, что позволяет использовать кобальт в качестве модельного металла для изучения теоретических аспектов процесса анодного растворения металлов с учетом комплексообразования в объеме раствора.
Дель работы заключалась в: 1. изучения комплексообразования в растворе кобальта (II) с ди-
карбоновыми кислотами (щавелевой, малояовой, янтарной, глута-
ровой, адипиновой); Z. исследовании процессов, протекающих на кобальтовом электроде
при анодной поляризации в растворах перхлората натрия;
-
изучении влияния на особенности процесса анодного растворения кобальта натриевых солей дикарбоновых, нитрилотриуксусной (НТА) и эгилендиаминтетрауксусной (ЗДТА) кислот;
-
поиске взаимосвязи меаду кошлексообразованием в объеме раствора и анодным растворением металла, протекающим через образование поверхностных комплексов.
Научная новизна работы. Проведены систематические исследования по вопросу влияния на особенности анодного растворения кобальта процесса комплексообразования кобальта (II) в растворе.
Изучение анодного растворения кобальта в перхлораткых растворах в интервале рН 1,7-9,5 показало, что механизм растворения меняется при переходе от кислых сред к щелочным. Смена механизма растворения обусловлена разным составом промежуточных поверхностных соединений.
Показано, что частицы исследованных комплексообразукялих веществ способствуют как ускорению, так и замедлению анодного растворения, что связано со способностью данных комплексообразуюших веществ образовывать комплексы в объеме раствора разного состава, формы и устойчивости.
Незначительное замедление процесса растворения кобальта наблюдается в области рН растворов, в которой либо существуют прото-нированные комплексы, либо комплексы с данными ионами не образуются. Б области рН существования делротонированного комплекса процесс анодного растворения кобальта ускоряется. Скорость растворения тем выше, чем больше константа устойчивости комплекса в растворе. Данный эффект наблюдается только в области небольших концентраций лигандов. При концентрации лиганда выше, чем Ю-3 М, меняется роль' частиц комплексообразувщего вещества в анодном растворении, и как результат, наблюдается меньшее ускорение анодной реакции и на поляризационных кривых возможно появление областей анодной пассивности металла.
Составлены схемы анодного растворения кобальта в активной области, предусматривающие протекание последовательных реакций с параллельными лимитирующими стадиями. Выведены кинетические уравнения с учетом того, что адсорбция промежуточных поверхностных комплексов описывается изотермой Лэнгмюра. Рассчитаны константы в кинетических уравнениях и сделана попытка обосновать зависимость величин констант лимитирутирующих стадий от рН среды и концентрации добавки.
Практическая ценность заключается в возможности использования полученных результатов при исследовании коррозии металлов в присутствии комплексообразуюших веществ, что позволит объяснить механизм их влияния на данный процесс. Положения, выносимые на защиту:
закономерности анодного растворения кобальта в лерхлоратных растворах в области рН 1,7-9,5;
данные о влиянии натриевых солей дикарбоновых кислот и комплек-еоноз (НТА, ЭДТА) на особенности анодного растворения кобальта;
рассмотрение взаимосвязи кинетических параметров процесса растворения с областью рН образования и существования комплексов в растворе, их составом, формой и устойчивостью;
механизм активного анодного растворения кобальта а лерхлоратных растворах в отсутствии и присутствии комплексообразуюшдх веществ.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на II Всесоюзной школе-семинаре "Современные методы исследования и предупреждения коррозионных и эрозионных разрушений", Ижевск-Севастополь, 6-11 октября 19Э1 г.; 2-ой Российской универ-ситетско-академической научно-практической конференции, Ижевск, 1995 г., на конгрессе "Залшта-95". Москва, 20-24 ноября 1995 г. и на Европейском конгрессе по коррозии EUROCORR'96, Nice, September 24-26, 1996.
Публикации. Основное содержание работы отражено в 5 статьях и 4 тезисах докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов, библиографии, включающей 246 источника. Работа изложена на 184 страницах, содержит 39 рисунков и Е таблиць;.
