Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

Указанные критерии позволяют утверждать, что данная реакция обратима и контролируется процессами массопереноса [15 , 16]. Таким образом, число электронов, принимающих участие в электродной реакции, можно рассчитать по уравнению [15 , 16]: —T = 2 , 2 2 — — , (2) Е рл Е р с n F где Ерл и Ерс — потенциалы анодного и катодного пиков тока с учетом омического падения напряжения соответственно; R — универсальная газовая постоянная; F — постоянная Фарадея; n - число электронов. Для всех значений температур, при которых проводились эксперименты, рассчитанные значения n близки к единице и составляют 0,8 ± 0,2. Это позволяет предположить, что данные пики тока обусловлены протеканием реакции Yb (III) + e = Yb (II). Коэффициенты диффузии ионов Y b (III) в расплаве N aC l-KC l + 5 мас. % YbCb были рассчитаны по уравнению Рендлса — Шевчика для обратимого процесса [15]: 3 / 2 ^ DD I = О ,4 4 6 ( n F )- (3) p О — T J где Ip — ток пика, А ; S — площадь поверхности катода, см2; Со — концентрация ионов Yb (III) в объеме электролита, моль/см3; D — коэффициент диффузии, см2/с; v — скорость развертки потенциала, В/с. Данные расчета представлены в табл. 1. Таблица 1 Коэффициенты диффузии ионов иттербия в расплаве N aC l-KC l + 5 мас. % YbCb при различных температурах T, K D -10 5, см2/с (1/7) 1000, К-1 973 2,3 ± 0,1 1,03 1023 2,9 ± 0,2 0,98 1073 3,8 ± 0,2 0,93 112 3 4,6 ± 0,2 0,89 Значения коэффициентов диффузии закономерно растут с повышением температуры. Зависимость коэффициентов диффузии от температуры описывается уравнением Аррениуса, из которого может быть рассчитана энергия активации диффузии ионов Y b (III): E A lg D , (4) 2 ,3—T (1/ T ) где Ел — энергия активации процесса диффузии, кДж/моль. Согласно расчету, значение энергии активации составит 47,3 ± 0,3 кДж/моль. Механизм разряда ионов иттербия на инертном электроде, а также величины коэффициентов диффузии и энергии активации для изученного расплава согласуются с данными для других хлоридных систем [2-6]. Циклическая вольтамперометрия на никелевом электроде. Типичная вольтамперограмма, снятая на активном никелевом электроде, приведена на рис. 3. Рис. 3. Вольтамперограмма расплава N aC l-KC l + 5 мас. % YbCb , снятая на никелевом катоде при Т = 1023 К, скорость развертки 100 мВ/с, электрод сравнения — серебряный На данной кривой кроме пиков 1 - 1 процесса перезаряда Yb (III) + e ^ Yb (II) появляются катодный пик 2 и соответствующий ему анодный пик тока 2/. Как было показано в работах [7, 9, 10, 17], подобный характер кривой говорит о протекании процесса сплавообразования. Основываясь на этих данных, проводили электролиз 465