РАЗДЕЛ 2
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты исследований
2.1.1. В качестве рабочего электрода использовали медные образцы марки М1 с
площадью поверхности S = 1 см2, с предварительно нанесенным слоем кобальта
толщиной d = 6 - 9 мкм из хлоридного электролита кобальтирования [7]. Образцы
представляли собой пластины, боковая и обратная поверхность которых была
изолирована кислотостойким эпоксидным компаундом. Перед нанесением слоя
кобальта поверхность образцов подвергалась предварительной обработке в
соответствии с общепринятой методикой [45]: шлифованию наждачной бумагой,
обезжириванию и активации.
2.1.2. Для исследований использовали модельные двухкомпонентные растворы с
содержанием 0,4 - 0,85 моль/дм3 CoCl2 и 0,5 моль/дм3 H3BO3, pH = 1,85 - 2,5 а
также электролиты, приготовленные на основе растворов, полученных при
растворении отработанных кобальтовых катализаторов, содержащих 0,4 - 0,6
моль/дм3 ионов Со2+ 0,5 моль/дм3 Н3ВО3, 0,4 - 0,5 моль/дм3 анионов Cl-, 2 - 2,2
моль/дм3 катионов Na+, 1,8 - 1,9 моль/дм3 анионов SO42-, без добавления и с
добавлением 0,2 - 0,25 моль/дм3 Na2SO3 и 0,04 - 0,06 моль/дм3
KNa[(CHOH)2(COO)2] , рН = 5 -5,5.
Растворы готовили из реактивов марки "х.ч" на дистиллированной воде, величина
рН измеряли при помощи рН-метра рН - 673 М.
2.2. Поляризационные измерения
Статические и динамические поляризационные измерения проводили с
использованием потенциостата ПИ-50-1.1 и программатора ПР-8 в
термостатированных ячейках ЯСЭ-2 по трехэлектродной схеме. Рабочим электродом
служил медный образец с осажденным слоем кобальта, вспомогательным - платиновый
пластинчатый электрод, в качестве электрода сравнения использовали
хлоридсеребряный полуэлемент ЭВЛ-1М1.Все значения потенциалов пересчитывались
по водородной шкале. Динамические зависимости фиксировали двухкоординатным
регистратором ЛПД-4, установившиеся значения тока контролировали цифровым
прибором В7-35. Скорость развертки составляла 0.005 - 0,05 В/с. Поддержание
заданной температуры электролита в интервале 25 - 60 0К осуществлялось при
помощи термостата ИТИ 2/77.
2.3. Определение катодного выхода по току кобальта
Выход по току определяли с использованием источника постоянного тока Б5-46 и
медного кулонометра [46]. Масса осажденного кобальта определялась взвешиванием
образцов на аналитических весах АДВ-200М до и после осаждения кобальта. ВТ
рассчитывали по формуле:
(2.1 )
где q Со и qСи - электрохимические эквиваленты кобальта и меди, г/А·ч;
mСо и mСи - масса катодных осадков кобальта (в исследуемом
растворе) и меди (в медном кулонометре), г.
2.4. Растворение отработанных кобальтовых катализаторов и приготовление
исследуемых электролитов
2.4.1. Для проведения растворения навески m = 10 - 30 г, предварительно
измельченных до порошкообразного состояния отработанные кобальтовые
катализаторы, помещали в мерные колбы V = 0,25 дм3 , добавляли 0,03 - 0,09 дм3
смеси, содержащей 6 - 6,5 моль/дм3 H2SO4 + 1,7 - 1,8 моль/дм3 NaCl, хорошо
перемешивали, нагревали до кипения, кипятили 1 - 2 мин, давали остынуть 5 - 10
мин, снова кипятили 1 - 2 мин, так продолжали до приобретения раствором
интенсивного розового цвета и образования белого осадка. Полученную смесь
остужали до 30 - 40 0С, отфильтровывали и промывали дистиллированной водой до
исчезновения розовой окраски осадка. Фильтрат и промывные воды служили исходным
раствором для приготовления исследуемых электролитов.
2.4.2. При приготовлении электролитов в исходный раствор добавляли гидроксид
натрия С (NaOH) = 6 моль/дм3( небольшими объемами и тщательно перемешивая
магнитной мешалкой) до рН = 4,5 - 5, борную кислоту, С (Н3ВО3), =0,5 моль/дм3,
при необходимости раствор сульфита натрия С (Na2SO3.) = 0,2 - 0,25 моль/дм3 и
сегнетовой соли, С(KNa[(CHOH)2(COO)2]) = 0,04 - 0,06 моль/дм3. Кислотность
электролита должна находиться в пределах 5 - 5,5. Корректировку рН производили
раствором NaOH и соляной кислотой (с =1,19 г/см3).
2.5. Количественный анализ металлического кобальта
2.5.1.Определение содержания кобальта фотоколориметрическим методом
Наиболее точным методом определения содержания кобальта является
фотоколориметрический с нитрозо-р-солью [10].
Метод основан на взаимодействии Со3+ с нитрозо-р-солью при рН = 5,5 с
образованием внутрикомплексного соединения красного цвета. Оптическую плотность
измеряли на фотоколориметре при длине волны 540 нм. Влияние никеля, железа и
меди устраняли кипячением раствора с азотной кислотой после образования
кобальтового комплекса [47,48].
Необходимые реактивы (марка "ч.д.а."):
раствор нитрозо-р-соли, С(C10H4ONO(SO3Na)2H) - 0,003 моль/дм3;
раствор аммиака, С (NH4OH) - 2,7 моль/дм3;
кислота серная (H2SO4) - 1:1 и конц. (r=1,835 г/см3);
кислота азотная (HNO3) - 1:1 и конц. (r=1,367 г/см3);
кислота соляная (HCl) - 1:1 и конц. (r=1,189 г/см3);
раствор натрия уксуснокислого, С (CH3COONa Ч 3H2O) - 3,7 моль/дм3;
стандартный раствор кобальта (0,001 дм3 раствора содержит 0,001г кобальта.
2.5.1.1. Для определения содержания металлического кобальта в отработанных
кобальтовых катализаторах 0,2 г размельченного катализатора помещали в колбу V
= 0,25 дм3, прибавить 0,01 дм3 конц. HCl и 0,005 дм3 HNO3, нагревали в течение
20-30 мин., после чего прибавляли 0,005 дм3 H2 SO4 (1:1) и упаривали до
появления паров серного ангидрида.
По охлаждении до t = 30 - 40 0С добавляли 0,01 дм3 воды и повторяли
выпаривание, чтобы достигнуть полного удаление оксидов азота, присутствие
которых мешает дальнейшему определению кобальта. Затем прибавляли 0,03-0,04 дм3
воды, кипятили до растворения растворимых
- Київ+380960830922