Процесс растворения магнетита в ортофосфорной и серной кислотах по данным кинетических и электрохимических методов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследована кинетика растворения и изучены электрохимические особенности поведения магнетита (при катодной поляризации) в растворах серной и ортофосфорной кислот. Двумя независимыми экспериментальными методами установлено, что величина скорости и тока растворения в H3PO4 выше, чем в H2SO4. Данная закономерность объясняется на основании более сильного комплексообразующего свойства различного рода фосфат-анионов в сравнении с сульфат-анионами в растворе с ионами железа(III). В интервале исследуемых концентраций ортофосфорной и серной кислот, ионов Fe(II) и Fe(III) порядки по ортофосфорной и серной кислотам – 1.3 ± 0.1; по ионам железа(II) – 0.25 ± 0.1, по ионам железа(III) – (–0.25 ± 0.1).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Кузин

Московский педагогический государственный университет; Московский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: av.kuzin@mpgu.su
Россия, Москва; Москва

А. В. Лобанов

Московский педагогический государственный университет

Email: av.kuzin@mpgu.su
Россия, Москва

В. А. Шелонцев

Омская гуманитарная академия

Email: av.kuzin@mpgu.su
Россия, Омск

Е. А. Елисеева

Московский государственный технический университет

Email: av.kuzin@mpgu.su
Россия, Москва

А. С. Самадов

Таджикский национальный университет

Email: av.kuzin@mpgu.su
Таджикистан, Душанбе

Список литературы

  1. Ларионов В.С. Дис. ... канд. тех. наук. М.: Моск. гос. вечер. металлург. ин-т, 2001.
  2. Черный С.А. Дис. ... канд. эконом. наук. М.: МГУ, 2009.
  3. Карпова С.Г., Ольхов А.А., Кривандин А.В. и др. // Высокомолекуляр. соединения. А. 2019. Т. 61. № 1. С. 67. https://doi.org/10.1134/S2308112019010164
  4. Лобанов А.В., Голубева Е.Н., Зубанова Е.М. и др. // Химия высоких энергий. 2009. Т. 43. № 5. С. 438. https://doi.org/10.1134/S0018143909050099
  5. Горичев И.Г., Кутепов А.М., Горичев А.И. и др. Кинетика и механизм растворения оксидов и гидроксидов железа в кислых средах. М.: РУДН, 1999.
  6. Горичев И.Г., Михальченко И.С. // Защита металлов. 1989. Т. 25. № 4. С. 577.
  7. Марченко З. Фотометрическое определение элементов. М.: Мир, 2007.
  8. Дельмон Б. Кинетика гетерогенных реакций. М.: Мир, 1972.
  9. Розовский А.Я. Гетерогенные химические реакции. М.: Наука, 1980.
  10. Иванова О.В., Хоришко Б.А., Кизим Н.Ф. и др. // Успехи в химии и хим. технологии. 2016. Т. 30. № 3 (172). С. 49.
  11. Kuzin A.V., Gorichev I.G., Shelontsev V.A. et al. // Moscow University Chem. Bulletin. 2021. V. 76. № 6. C. 398. https://doi.org/10.3103/S0027131421060055
  12. Avdeev Ya.G., Andreeva T.E., Panova A.V. et al. // Intern. J. Corrosion Scale Inhibition. 2020. Т. 9. № 2. C. 538. https://doi.org/10.17675/2305-6894-2020-9-2-9
  13. Panova A.V., Avdeev Ya.G., Andreeva T.E. et al. // Prot. Metals Phys. Chem. Surf. 2021. Т. 57. № 7. C. 1289. https://doi.org/10.1134/S2070205121070133
  14. Авдеев Я.Г., Андреева Т.Э. // Успехи в химии и хим. технологии. 2018. Т. 32. № 13 (209). C. 63.
  15. Кузин А.В., Горичев И.Г., Батраков В.В. и др. // Металлы. 2014. № 1. С. 40. https://doi.org/10.1134/S003602951401008X
  16. Луковцев П.Д. Дис. ... д-ра. хим. наук. М.: ИФХ АН СССР, 1952.
  17. Луковцев П.Д. // Электрохимия. 1968. Т. 4. № 4. С. 379.
  18. Fedorockova A., Raschman P. // Chem. Listy. 2006. V. 100. Р. 337.
  19. Денисов Е.Т. Константы скорости гомолитических жидкофазных реакций. М.: Наука, 1971.
  20. Алымов М.И., Сеплярский Б.С., Вадченко С.Г. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 4. С. 85. https://doi.org/10.31857/S0207401X21040026
  21. Юрьев Б.П., Дудко В.А. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 1. С. 17. https://doi.org/10.31857/S0207401X22010174
  22. Громов В.Ф., Иким М.И., Герасимов Г.Н. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 1. С. 66. https://doi.org/10.31857/S0207401X22010058
  23. Юрьев Б.П., Дудко В.А. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 2. С. 28. https://doi.org/10.31857/S0207401X23020164

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость G от времени t для магнетита при растворении его в ортофосфорной кислоте различной концентрации (моль/л): 1 – 6.67, 2 – 5.0, 3 – 3.33, 4 – 2.50, 5 – 1.67, 6 – 1.33, 7 – 1; точки – экспериментальные данные, линии – графическое изображение преобразованного уравнения (1).

Скачать (73KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость G от времени t для магнетита при растворении его в серной кислоте различной концентрации (моль/л): 1 – 5.55, 2 – 4.58, 3 – 3.71, 4 – 2.91, 5 – 2.14, 6 – 1.60, 7 – 1.23; обозначения те же, что на рис. 1.

Скачать (83KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость G от времени t для магнетита при егорастворении в ортофосфорной и серной кислотах (с концентрациями 2.17 и 3.25 моль/л соответственно) и их смесях: 1 – H3PO4, 2 – H2SO4 + H3PO4 в соотношении 1 : 9, 3 – H2SO4 + H3PO4 в соотношении 1 : 4, 4 – H2SO4 + H3PO4 в соотношении 1 : 1, 5 – H2SO4 + H3PO4 в соотношении 4 : 1, 6 – H2SO4; обозначения те же, что на рис. 1.

Скачать (93KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость доли растворенного магнетита (α) от приведенного времени (t/t0.5) при растворении его в ортофосфорной и серной кислотах; точки – экспериментальные данные, линии – графическое изображение преобразованного уравнения –ln(1 - α) = = A sh(Wi t) = A sh(τ) при различных значениях константы А: 1 – 10, 2 – 1, 3 – 0.1, 4 – 0.01, 5 – 0.001.

Скачать (118KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость логарифма удельной скорости растворения (W) магнетита от логарифма концентраций (С) ортофосфорной (1) и серной (2) кислот.

Скачать (58KB)
Метаданные
7. Рис. 6. а – Зависимость G для магнетита от времени t в 1.67 М фосфорной кислоты (313 К) при добавлении ионов железа(II) различной молярной концентрации: 1 – 2.24 · 10–2 М, 2 – 4.48 · 10–3, 3 – 4.48 · 10–4, 4 – 1.43 · 10–4, 5 – 7.16 · 10–5, 6 – 1.43 · 10–5, 7 – 1.43 · 10–6, 8 – 0. б – Та же зависимость при добавлении ионов железа(III) различной концентрации: 1 – 0 М, 2 – 8.95 · 10–6 М, 3 – 1.79 · 10–5 М, 4 – 4.48 · 10–5 М.

Скачать (194KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Поляризационные кривые Е–lg ϳ для магнетитового электрода в растворах ортофосфорной (1 ′, 1″; 2 ′, 2 ″) и серной (1, 2) кислот при рН 0.39 (1, 1 ′, 1 ″) и 0.63 (2, 2 ′, 2 ″); 1 ′, 1 ″ – первый и 2 ′, 2 ″ – второй максимумы; линии – графическое изображение уравнения теории ионно-протонного обмена, точки – экспериментальные данные.

Скачать (99KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024