Кинетика восстановления хлорида празеодима в эквимольном расплаве NaCl-KCl

Интерес к расплавленным солевым системам с редкоземельными металлами обусловлен их применением во многих отраслях промышленности. Это объясняется способностью при введении даже небольших количеств редкоземельных металлов в другие металлы придавать последним уникальные свойства. Один из перспективных и удобных способов --- поверхностная обработка металлов. Процесс формирования покрытий носит электрохимический характер, поэтому для эффективного управления процессами важно знание кинетики и механизма их протекания. Эти вопросы для редкоземельных металлов в высокотемпературных условиях изучены недостаточно. Определены кинетические параметры катодного восстановления ионов празеодима в эквимольном расплаве NaCl-KCl (коэффициенты переноса, гетерогенные константы скорости переноса заряда) методами хронопотенциометрии и хроновольтамперометрии. Определена зависимость кинетических параметров от температуры и концентрации хлорида редкоземельного металла. Предложен механизм восстановления комплексного иона в указанном расплаве

Литература

[1] Коровин С.С., ред. Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология. Кн. 2. М.: МИСИС, 1996. 376 с.

[2] Петров И.М., Наумов А.В. Современное состояние мирового рынка редкоземельных металлов и российские перспективы на этом рынке // Цветная металлургия. 2012. № 2. С. 61–71.

[3] Кузнецов С.А. Электрохимия редкоземельных, редких металлов в солевых расплавах и синтез новых соединений и материалов функционального назначения на их основе // Тезисы докладов ХIV Всероссийской конференции по физической химии и электрохимии ионных расплавов и твердых электролитов. Т. 1. Екатеринбург: ИВЭ УрО РАН, 2007. С. 110.

[4] Возможности применения редкоземельных элементов при создании конструкционных материалов для атомной промышленности Украины / В.М. Ажажа, Б.В. Борц, А.В. Ванжа, Н.Д. Рыбальченко, Э.П. Шевякова // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники. 2008. № 1. С. 195–201.

[5] Илющенко Н.Г., Анфиногенов А.И., Шуров Н.И. Взаимодействие металлов в ионных расплавах. М.: Наука, 1991. 176 с.

[6] Способность расплавленных щелочных галогенидов вступать в химические реакции, присущие металлам, находящимся в контакте с ними / М.В. Смирнов, Н.Г. Илющенко, В.Е. Комаров, В.Я. Кудяков, Н.А. Логинов // Расплавленные и твердые электролиты. Москва, АН СССР. 1979. С. 34–38.

[7] Кушхов Х.Б., Чуксин С.И., Жаникаева З.А. Электровосстановление ионов неодима и празеодима в эквимольном KCl–NaCl и эвтектическом KCl–NaCl–CsCl расплавах на вольфрамовом электроде // Расплавы. 2013. № 3. С. 87–96.

[8] Electrochemical behaviour of praseodymium (III) in molten chlorides / Y. Castrillejo, M.R. Bermejo, P.D. Arocas, A.M. Martinez, E. Barrado // Journal of Electroanalytical Chemistry. 2005. Vol. 575. Iss. 1. P. 61–74. DOI: 10.1016/j.jelechem.2004.08.020

[9] Новоселова А.В., Смоленский В.В. Электрохимические и термодинамические свойства лантанидов (Nd, Sm, Eu, Tm, Yb) в расплавленных хлоридах щелочных металлов // Радиохимия. 2013. Т. 55. № 3. С. 193–204.

[10] Separation of Nd metal by using disproportionation reaction of Nd (II) in molten chloride / A. Uehara, K. Fukasawa, T. Nagai, T. Fujii, H. Yamana // Journal of Nuclear Materials. 2011. Vol. 414. Iss. 2. P. 336–339. DOI: 10.1016/j.jnucmat.2011.05.004

[11] Смирнов М.В., Чеботин В.Н. Активность ионов в расплавленных солях // Труды института электрохимии УФАН СССР. 1970. № 16. С. 3–16.

[12] Астахова И.С., Горюшкин В.Ф. Периодичность в изменении кристаллографических свойств дихлоридов лантаноидов // Журнал неорганической химии. 1992. Т. 37. № 4. С. 707–714.

[13] Смирнов М.В. Электродные потенциалы в расплавленных хлоридах. М.: Наука, 1973. 247 с.

[14] Поляков Е.Г., Стангрит П.Т. Методические особенности электрохимического исследования галогенидных расплавов, содержащих редкие элементы // Расплавы. 1993. № 2. С. 17–27.

[15] Галюс З. Теоретические основы электрохимического анализа. М.: Мир, 1974. 552 с.

[16] Захаров М.С., Баканов В.И., Пнев В.В. Хронопотенциометрия. М.: Мир, 1978. 199 с.

[17] Волков С.В., Грищенко В.Ф., Делимарский Ю.К. Координационная химия солевых расплавов. Киев: Наукова думка, 1977. 332 с.

[18] Хранилов Ю.П., Самоделкина О.В., Жуковин С.В. Определение коэффициентов диффузии на основе редкоземельных металлов в эквимольном расплаве NaCl-KCl хроновольтамперометрическим и хронопотенциометрическим методами // Деп. в ВИНИТИ. 2004. № 475-В2004. 52 с.

[19] Делимарский Ю.К. Электрохимия ионных расплавов. М.: Металлургия, 1978. 248 с.

[20] Баянов А.П., Внучкова Л.А., Серебренников В.В. Состояние NdCl3 в равновесии с металлом в эквимольной смеси хлоридов калия и лития // Известия вузов. Цветная металлургия. 1972. № 4. С. 77–84.

[21] Баянов А.П., Внучкова Л.А., Дегтярь В.А., Серебренников В.В. Взаимодействие металлического празеодима с его трихлоридом в расплаве эквимолярной смеси хлоридов калия и лития // Известия вузов. Цветная металлургия. 1972. № 3. С. 115–119.

[22] Михеев Н.Б., Ауэрман Л.Н., Румер И.А. Восстановление гадолиния и тербия до двухвалентного состояния в расплавленных солях // Журнал неорганической химии. 1983. Т. 28. № 5. С. 132–1331.

[23] Делимарский Ю.К. Химия ионных расплавов. Киев: Наукова думка, 1980. 328 с.

[24] Барабошкин А.Н. Электрокристаллизация металлов из расплавленных солей. М.: Наука, 1976. 279 с.