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

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 1. С. 51-57. Transactions of the to la Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 51-57. Научная статья УДК 541.135 doi:10.37614/2949-1215.2022.13.1.008 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КАТИОНОВ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ НА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ РЕДОКС-ПАРЫ TI (IV) / TI (III) В РАСПЛАВЕ CsCl — CsF Дарья Аркадьевна Ветрова1, Сергей Александрович Кузнецов 2 1 2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия 1d.vetrova @ksc.ru 2s.kuznetsov@ksc.ru Аннотация Методом циклической вольтамперометрии изучено влияние катионов щелочноземельных металлов (Mg2+, Ca2+, Sr2+ и Ва2+) на кинетику переноса заряда редокс-пары Ti (IV) / Ti (III) в расплаве CsCl — CsF (10 мас. %) — K 2 TiF 6 . Методом Николсона определены стандартные константы скорости переноса заряда. Рассчитаны энергии активации процесса переноса заряда в расплаве CsCl — CsF (10 мас. %) — K 2 TiF 6 с добавками катионов щелочноземельных металлов. Ключевые слова: расплавы, циклическая вольтамперометрия, комплексы титана, квазиобратимый процесс, стандартные константы скорости переноса заряда Original article STUDY OF ALKALINE EARTH METALS CATIONS INFLUENCE ON THE ELECTROCHEMICAL BEHAVIOUR OF THE TI (IV) / TI (III) REDOX COUPLE IN THE CsCl — CsF MELT Daria A. Vetrova1, Sergey A. Kuznetsov 2 1 2I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences, Apatity, Russia 1d.vetrova @ksc.ru 2s.kuznetsov@ksc.ru Abstract The influence of the alkaline earth metal cations (Mg2+, Ca2+, Sr2+ и Ва2+) 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. Standard rate constants of charge transfer have been determined by the Nicholson method. The activation energies of the charge transfer process in the CsCl —CsF (10 wt. %) —K 2 TiF 6 melt with the addition of alkaline earth metal cations were calculated. Keywords: melts, cyclic voltammetry, titanium complexes, quasi-reversible process, standard rate constant of charge transfer Электролиз расплавов является перспективным методом получения металлического титана и соединений на его основе [1-2]. Однако сложность поведения титансодержащих расплавов обуславливает необходимость тщательного изучения свойств титана в расплавленных электролитах различного состава. В работах [3-10] было изучено электрохимическое поведение титана в хлоридно-фторидных расплавах различного состава. Было показано, что процесс электровосстановления комплексов Ti (IV) до металла протекает в две последовательные стадии: Ti (IV) + e- ^ Ti (III); (1) Ti (III) + 3e- ^ Ti. (2) Были определены коэффициенты диффузии Ti (IV) в расплавах NaCl — KCl [5-7] и KCl — KF [10] и изучено электрохимическое поведение редокс-пары Ti (IV) / Ti (III) в ряде галогенидных расплавов при введении в них добавок катионов щелочноземельных металлов [9-10]. Целью данной работы являлось изучение кинетики переноса заряда редокс-пары Ti (IV) / Ti (III) в расплаве CsCl — CsF (10 мас. %) — K 2 TiF 6 и исследование влияния добавок катионов щелочноземельных металлов (Mg2+, Ca2+, Sr2+и Ва2+) на константы скорости переноса заряда. © Ветрова Д. А., Кузнецов С. А., 2022 51