Труды КНЦ вып. 5(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 2/2021(12)

Труды Кольского научного центра РАН. Химия и материаловедение. Вып. 5. 2021. Т. 11, № 2. С. 60 -65 . T ransactions Ко1а Science Centre. Chem istry and Materials. Series 5. 2021. Vol. 11, No. 2. P. 60-65. Научная статья УДК 541.135 DO I:10.37614/2307-5252.2021.2.5.012 СТАНДАРТНЫЕ КОНСТАНТЫ СКОРОСТИ ПЕРЕНОСА ЗАРЯДА РЕДОКС-ПАРЫ Ti(IV)/Ti(III) В ХЛОРИДНО-ФТОРИДНЫХ РАСПЛАВАХ С РАЗЛИЧНЫМ КАТИОННЫМ СОСТАВОМ Дарья Аркадьевна Ветроваш , Сергей Александрович Кузнецов 2 12Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева КНЦ РАН, Апатиты, Россия 1d. vetrova@ksc. ru 2s.kuznetsov@ksc.ru Аннотация Методом циклической вольтамперометрии изучено влияние второй координационной сферы комплексов титана на кинетику переноса заряда редокс-пары Ti(IV)/Ti(III) в расплавах галогенидов щелочных металлов. Рассчитаны коэффициенты диффузии в расплаве CsCl-CsF (10 мас. %). По методу Николсона определены стандартные константы скорости переноса заряда. Рассчитаны энергии активации процесса переноса заряда в расплавах (NaCl-KC l^ra-NaF (10 мас. %) — K 2 TiF 6 , KCl-KF (10 мас. %) — K 2 TiF 6 и CsCl-CsF (10 мас. %) — K 2 TiF 6 . Ключевые слова: расплавы, редокс-пара, комплексы титана, квазиобратимый процесс, циклическая вольтамперометрия, стандартные константы скорости переноса заряда Original article STANDARD RATE CONSTANTS OF CHARGE TRANSFER FOR THE REDOX COUPLE Ti(IV)/Ti(III) IN CHLORIDE-FLUORIDE MELTS WITH THE DIFFERENT CATIONIC COMPOSITION Daria A. Vetrovam , Sergey A. Kuznetsov 2 1 2Tananaev Institute o f Chemistry and Technology o f Rare Elements and Mineral Raw Materials o f KSC RAS, Apatity, Russia 1d.vetrova@ksc.ru 2s.kuznetsov@ksc.ru Abstract The influence of the second coordination sphere of titanium complexes on the charge transfer kinetics of the Ti (IV)/Ti (III) redox couple in melts of alkali metal halides was studied by cyclic voltammetry method. Diffusion coefficients in the CsC -CsF (10 wt. %) melt were calculated. The standard rate constants of charge transfer have been determ ined by the Nicholson method. The activation energies of the charge transfer process in (NaC l- KCl)equimol-NaF (10 wt. %) — K 2 TiF 6 , KCl-KF (10 wt. %) — K 2 TiF 6 and CsCl-CsF (10 wt. %) — K 2 TiF 6 melts were calculated. Keywords: melts, redox couple, titanium complexes, quasi-reversible process, cyclic voltammetry, standard rate constant of charge transfer Титан и его сплавы широко используются в различных областях современной техники [1]. Для осуществления электрохимического синтеза титановых сплавов необходимо изучение поведения титана в различных расплавленных электролитах. Электрохимическое поведение титана в хлоридно-фторидных расплавах являлось предметом многочисленных исследований [2-9]. Было показано [2-3], что процесс электровосстановления комплексов Ti(IV) до металла протекает в две последующие стадии: Ti(IV) ^ Ti(III) ^ Ti. В данной работе изучалась кинетика переноса заряда редокс-пары Ti(IV)/Ti(III) в расплавах (Nad-KCl^m-NaP (10 мас. %) — M F e , KCl-KF (10 мас. %) — K 2 TiF 6 и CsCl-CsF (10 мас. %) — M F e и были рассчитаны стандартные константы скорости переноса заряда (ks) в указанных солевых системах. Исследования проводились методом циклической вольтамперометрии с помощью динамической электрохимической лаборатории VoltaLab 40 с программным обеспечением VoltaMaster 4 (версия 6). Температура изменялась в диапазоне 973-1173 К. Скорость развертки потенциала (v) варьировалась от 0,1 до 2,0 В с -1. Вольтамперные кривые регистрировались на электроде из стеклоуглерода марки СУ-2000 диаметром 2,0 мм относительно квазиэлектрода сравнения из стеклоуглерода. © Ветрова Д. А., Кузнецов С. А., 2021 60