Балакай В.И., Ковалева А.О., Гривенко А.В.
КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ВЫДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДА В ХЛОРИДНОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ НИКЕЛИРОВАНИЯ *
Аннотация:
в работе показано, что в хлоридном электролите никелирования, содержащем 1,4- бутиндиол, каталитическая активность добавки обусловлена наличием неподеленной пары электронов и способностью присоединять протон с образованием ониевых соединений
Ключевые слова:
хлоридный электролит, 1,4-бутиндиол, температура, каталитическое выделение водорода
В хлоридном электролите никелирования совместно с никелем выделяется водород [1]. Перенапряжение выделения водорода на никеле зависит от величины рН и температуры электролита, плотности тока, состава и концентрации компонентов в электролите и т.д. В присутствии блескообразующей добавки 1,4-бутиндиол (БД) в электролите появляется предельный ток по водороду. Величина его возрастает как с увеличением концентрации добавки, так и с возрастанием активности ионов водорода. Большое влияние на величину предельного тока оказывает также температура электролита. Например, с возрастанием температуры электролита при рН 1,0 от 20 до 60 оС величина предельного тока увеличивается от 6 до 35 А/дм2 , что составляет более 2,1 % на градус. Это служит доказательством кинетической природы этого предельного тока. Зависимость предельного тока oт температуры говорит о том, что наблюдаемый предельный ток является объёмным каталитическим током выделения водорода на никеле или смешанным объёмно-поверхностным током. Каталитические поверхностные токи обычно почти не изменяются при изменении температуры. Непременным условием появления каталитической активности органических веществ, в присутствии которых выделяется водород, является возможность их существования в двух формах – кислотной ВН+ и основной В, находящихся в протолитическом равновесии. Таким образом, каталитическая активность органических веществ обусловлена наличием у них неподеленной пары электронов и способностью присоединять к ней протон с образованием ониевых соединений. Например, БД (НО–СН2–С≡С–СН2–ОН) может восстанавливаться водородом до 1,4-бутандиола: НО–СН2–С≡С–СН2–ОН + Н2 = НО–СН2–СН=СН–СН2–ОН + Н2 = = НО–СН2–СН2–СН2–СН2–ОН. Между двумя, тремя и более молекулами гликоля может происходить реакция образования полигликолей [2]. Гликоли и полигликоли известны как эффективные стабилизаторы коллоидных систем. Тройная связь устойчива к окислению, поэтому на аноде стабилизатор не окисляется, чем и объясняется устойчивость электролита во времени и в процессе работы. При замене блескообразующей добавки очень важно, чтобы не изменялись производительность процесса и качество осаждаемых покрытий. Таким образом, БД может вызывать появление каталитической волны водорода и может существовать в протонированной и непротонированной формах. В изучаемом растворе активность ионов водорода более 0,1 моль/л. Следовательно, протолитическое равновесие сдвинуто в сторону непротонированной формы компонентов добавки (БД). Если протолитическое равновесие в растворе сдвинуто в сторону электрохимически неактивной формы В, то кривая зависимости предельного каталитического тока от концентрации катализатора с повышением концентрации стремится к пределу. Это соответствует опытным данным. Потенциал незаряженной поверхности никеля в растворе с содержанием соляной кислоты 1,510–3 моль/л равен – 0,28 В. Показано, что потенциал незаряженной поверхности никеля при рН 2,3 в растворах сульфатов составляет – 0,15 В, с изменением рН от 2,3 до 5,0 сдвигается до – 0,4 В, а затем не изменяется до рН 9,5. Область же рабочих потенциалов при никелировании из хлоридного электролита, содержащего в качестве блескообразующей добавки БД, составляет – (0,4 – 0,9) В
Номер журнала Вестник науки №8 (8) том 4
Ссылка для цитирования:
Балакай В.И., Ковалева А.О., Гривенко А.В. КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ВЫДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДА В ХЛОРИДНОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ НИКЕЛИРОВАНИЯ // Вестник науки №8 (8) том 4. С. 149 - 151. 2018 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/412 (дата обращения: 26.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2018. 16+