Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2022(13))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 1. С. 166-172. Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 166-172. Для расчета числа электронов электродной реакции, отвечающей первому пику, использовались уравнение для обратимого процесса с образованием растворимой формы в расплаве [14] Ер /2 - Ер = 2,2RT / nF (5) и уравнение для того же процесса, но осложненного последующей реакцией ДПП (3) [13]: Ер /2 - Ер = 1,597 R T / nF. ( 6 ) Значения потенциалов пиков и полупиков, а также число электронов (n), рассчитанных по уравнениям (5) и ( 6 ) для первой волны электровосстановления, при различных скоростях поляризации представлены в табл. 1 . Как видно из табл. 1, число электронов n = 1 получено для первого пика по уравнению (5) при скорости развертки потенциала ѵ > 0,6 В • с-1, то есть когда обратимый процесс не осложнен реакцией ДПП, и по уравнению ( 6 ) при невысоких скоростях поляризации при осложнении электродного процесса реакцией ДПП. С использованием диагностических критериев метода циклической вольтамперометрии было установлено, что при 0,6 < ѵ< 1,0 В • с -1 ток пика электровосстановления был прямо пропорционален корню квадратному из скорости поляризации, то есть значение Ip / ѵ12 оставалось постоянным (см. рис. 3), в то время как потенциал пика не зависел от скорости поляризации до значений ѵ = 1,0 В • с-1. Ток пика линейно зависел от концентрации NdCb (рис. 4), а значение потенциала пика не менялось при изменении концентрации. Согласно теории циклической вольтамперометрии [15], до скорости поляризации 1,0 В • с -1 электродный процесс (1) контролируется скоростью диффузии с образованием растворимого в расплаве продукта, что подтверждает корректность выбора уравнения (5) для расчета числа электронов в интервале 0,6 < ѵ< 1,0. В • с-1. Рис. 4. Зависимость тока пика процесса от концентрации NdCl3. Скорость поляризации 1,0 В • с-1. Температура 1023 K, А = 0,322 см2 Коэффициенты диффузии Nd (III) определялись с использованием уравнения Рэндлса — Шевчика [16, 17], справедливого для обратимого процесса с образованием растворимого продукта: Ірс = 0,4463 F3/2 R "1/2 Г 1/2 n 3/2 A C D 1/2 v1/2, (7) где Ipc — ток катодного пика, А; А — площадь электрода, см2; С — концентрация электроактивных частиц, моль • см-3; D — коэффициент диффузии, см 2 • с-1; ѵ — скорость поляризации, В • с-1; n — число электронов, участвующих в процессе. Экспериментальные и расчетные данные для определения коэффициентов диффузии Nd (III) представлены в табл. 2 . © Маркович С. И., Попова А. В., Кузнецов С. А., 2022 169