РАЗДЕЛ 2
Методика экспериментов
2.1 Материалы и реактивы
В работе использовались реактивы следующей квалификации: гидроксид натрия –
“х.ч.”, оксид цинка – “х.ч.”, сульфат никеля – “х.ч.”, сульфат марганца –
“х.ч.”, сульфат меди – “х.ч.”, сульфат цинка – “х.ч.”, хлорид натрия – “х.ч.”,
танин мимозный – фармакопейный с кислотным числом 46 мг КОН/ г танина,
остальные реактивы имели маркировку не ниже “ч.д.а.”.
Приготовление растворов осуществлялось с использованием дистиллированной воды.
Водородный показатель pH измеряли с помощью стеклянного электрода марки
ЭСЛ-43-07 в комплекте с иономером универсальным ЭВ-74.
2.2 Регистрация вольтамперных зависимостей и хронопотенциограмм
Вольтамперограммы регистрировались на неподвижном электроде в
потенциодинамическом режиме при скорости развертки 10 мВ/см.
Хронопотенциограммы были получены в гальваностатическом режиме при анодном токе
1мА/см2. Исследования проводились в трехэлектродной электрохимической ячейке
объемом 50 см3, анодное и катодное пространства в которой были разделены
пористой стеклянной диафрагмой. В ряде случаев конструкция ячейки
предусматривала возможность деаэрации электролита электролитическим водородом,
полученным в электролизере с пористым никелевым электродом [91].
Температура растворов поддерживалась с помощью термостата марки УТ – 15 с
точностью до ±0,5°С.
Для регистрации j-i и j-tф зависимостей использовались потенциостат ПИ – 50 –
1.1, программатор ПР – 8 и прибор самопишущий двухкоординатный Н307/1.
Каждая кривая снималась не менее трех раз с использованием свежей порции
рабочего электролита. Применяемая методика обеспечивала хорошую
воспроизводимость получаемых результатов.
В качестве материала рабочего электрода использовалась платина, на которую
непосредственно перед получением поляризационной кривой осаждалось цинковое
покрытие толщиной 10 мкм. Поверхность рабочего электрода составляла 0,035 дм2.
В качестве вспомогательного электрода использовалась платиновая проволока, а в
качестве электрода сравнения – хлорид-серебряный электрод марки ЭВЛ – 1М1,
погруженный в насыщенный раствор хлорида калия.
Предварительные исследования показали, что скорость осаждения и защитные
свойства конверсионных покрытий на цинке не зависят от состава электролита,
используемого при нанесении цинка. Поэтому цинковое покрытие осаждалось из
широко используемого в промышленности цинкатного электролита следующего
состава: 10 г/л ZnO, 100 г/л NaOH. Плотность катодного тока составляла 2 А/дм2.
Время осаждения – 30 минут. Качество цинковых гальванопокрытий, осаждаемых из
щелочного электролита, контролировалось с помощью стандартной угловой ячейки
Хулла, имеющей следующие рабочие параметры: V=0,25 дм3, I=2А при времени
осаждения t= 10 мин.
2.3 Формирование танатных конверсионных покрытий и определение их скорости
образования
Определение скорости образования и защитных свойств конверсионных покрытий
осуществлялось с использованием электролитически оцинкованных образцов,
обработанных в конвертирующем растворе. Площадь образца 50 см2. Толщина
цинкового покрытия 10 мкм. Время экспозиции образца в конвертирующем растворе –
7 минут. Скорость образования покрытия рассчитывалась по формуле:
, (2.1)
где m - масса покрытия, г; t - время образования покрытия, мин; s - площадь
образца, м2.
При конверсионной обработке часть ионов цинка не участвует в образовании
конверсионного покрытия, а переходит в объем раствора. Однако, поскольку
мольная масса танина больше мольной массы цинка более чем на прядок,
принимается допущение, что привес массы обработанного в растворе танина образца
в основном отвечает массе танина в покрытии и уменьшением массы цинка в
результате частичного перехода ионов цинка в раствор можно пренебречь.
2.4. Количественное определение компонентов конвертирующих растворов на основе
танина
Растворы, содержащие ионы цинка, анализировались с использованием
фотоколориметрических методов [92].
Для исследования взаимодействия танина с гидроксидом цинка производилось
осаждение гидроксида цинка из раствора сульфата цинка в боратном буфере при рН
8,2. Время контакта 100 мл танатного раствора с 0,02 г гидроксида цинка
составляло 30 минут. Относительная убыль танина из раствора при этом
рассчитывалась по уравнению:
, (2.2)
где Сн, Ск - начальная и конечная концентрации танина соответственно, г/л;
V-объем раствора танина, л; mZn(OH)2 -масса гидроксида цинка, г.
Концентрация танина в растворе определялась следующим образом.
Рис.2.1. Калибровочный график зависимости оптической плотности от
концентрации танина.
Из исследуемого раствора отбиралась аликвота объемом 0,5 мл и смешивалась со
100 мл воды. Затем, в этот раствор вводили 0,25 мл раствора соли Мора (0,1
моль/л) в соляной кислоте (0,02 моль/л). Раствор окрашивается в синий цвет.
Ввиду малой устойчивости раствор соли Мора приготавливался непосредственно
перед измерением оптической плотности исследуемых растворов. Для определения
концентрации танина был построен калибровочный график зависимости оптической
плотности от концентрации танина (рис.2.1). Для построения графика
использовались растворы танина с концентрацией 0,5; 0,75, 1; 1,25, 1,5; 1,75, 2
г/л. Коэффициент корреляции, определенный методом МНК, составил 99,5%.
Измерение оптической плотности проводились с использованием фотоколориметра
КФК-2-УХЛ4.2 при длине волны 750 нм, длина кюветы 3 см.
2.5 Дифференциальный термический анализ и термогравиметрия
Дериватограммы регистрировали на дериватографе Паулик, Паулик, Эрдей с
использованием платино-платиноро
- Киев+380960830922