Каталитическая активность — фактор скорости электровосстановления оксидных соединений кобальта в протонных электролитах
Определена какталитическая активность анодных оксидных соединений кобальта на модельной реакции разложения пероксида водорода. Величина константы скорости реакции в присутствии различных образцов составляет (1—5)×10⁻⁴, что на порядок выше, чем у образцов, полученных химическим способом. Наиболее акт...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Украинский химический журнал |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/185099 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Каталитическая активность — фактор скорости электровосстановления оксидных соединений кобальта в протонных электролитах / О.А. Стадник, Н.Д. Иванова // Украинский химический журнал. — 2006. — Т. 72, № 1. — С. 70-72. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860255420113747968 |
|---|---|
| author | Стадник, О.А. Иванова, Н.Д. |
| author_facet | Стадник, О.А. Иванова, Н.Д. |
| citation_txt | Каталитическая активность — фактор скорости электровосстановления оксидных соединений кобальта в протонных электролитах / О.А. Стадник, Н.Д. Иванова // Украинский химический журнал. — 2006. — Т. 72, № 1. — С. 70-72. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Украинский химический журнал |
| description | Определена какталитическая активность анодных оксидных соединений кобальта на модельной реакции разложения пероксида водорода. Величина константы скорости реакции в присутствии различных образцов составляет (1—5)×10⁻⁴, что на порядок выше, чем у образцов, полученных химическим способом. Наиболее активны образцы, содержащие большее количество гидроксидных групп.
Визначено каталітичну активність анодних оксидних сполук кобальту на модельній реакції розкладу пероксиду водню. Величина константи швидкості реакції становить (1—5)×10⁻⁴, що є на порядок вище, ніж для зразків, отриманих хімічним способом. Найактивнішими зразками є ті, які містять більшу кількість гідроксидних груп.
It is determinated catalytical activity of anodic cobalt oxide compounds by the model reaction of the hydrogen peroxide decomposition process. The value of a constant of speed of reaction at the presence of various samples makes (1—5)×10⁻⁴, that the order is higher, than at the samples received in the chemical way. The most active samples are containing a lot of hydroxide groups.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:48:11Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 541.135.138.2
О.А. Стадник, Н.Д. Иванова
КАТАЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ — ФАКТОР СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЯ
ОКСИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КОБАЛЬТА В ПРОТОННЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ
Определена какталитическая активность анодных оксидных соединений кобальта на модельной реакции
разложения пероксида водорода. Величина константы скорости реакции в присутствии различных образцов
составляет (1—5)⋅10–4, что на порядок выше, чем у образцов, полученных химическим способом. Наибо-
лее активны образцы, содержащие большее количество гидроксидных групп.
Многочисленные работы в области электро-
катализа направлены на прогнозируемый выбор
веществ, обладающих каталитическим действием
на скорость ряда реакций. Выбор таких матери-
алов сложен, так как каталитическая активность
соединений зависит от многих факторов, в основ-
ном структурных — строения и состава соедине-
ния, размера частиц, пористости материала, на-
личия дефектов в кристаллической решетке и
др. [1], что и объясняет отсутствие единого крите-
рия выбора соответствующего материала.
О свойствах оксидных соединений кобальта,
как и многих других, участвующих в окислите-
льно-восстановительных процессах, можно су-
дить по их каталитической активности в модель-
ной реакции разложения пероксида водорода.
Эта реакция удобна тем, что она протекает в вод-
ных растворах при комнатной температуре [2].
Цель работы — оценка каталитической актив-
ности различных образцов оксида кобальта, по-
лученных электрохимическим методом в резуль-
тате окисления на аноде Со2+ применительно к
катодному материалу тонкопленочного химичес-
кого источника тока.
Образцы были получены из фторсодержа-
щих электролитов с различным содержанием
фтор-иона. Такие электролиты позволяют управ-
лять скоростью химических и электрохимических
процессов на границе электрод/электролит. В ре-
зультате химический состав анодных оксидных
соединений можно регулировать достаточно прос-
то и воспроизводимо. Количественный состав ок-
сидных соединений кобальта был определен с по-
мощью атомно-абсорбционного, термограви-
метрического методов анализов и ИК-спектро-
скопии. Каталитическую активность оксидных
соединений кобальта в реакции разложения пе-
роксида водорода определяли в виде констан-
ты скорости этой реакции газометрическим ме-
тодом при температурах 25, 30, 35, 40 оС [3] по
уравнению: W = K⋅cn, где W — скорость ре-
акции, К — константа скорости реакции, n —
порядок реакции.
Константу скорости реакции вычисляли по
тангенсу угла наклона в координатах lg∆c(H2O2)
—τ. Убыль концентрации пероксида водорода
вследствие его разложения определяли по урав-
нению:
c = c0⋅
P⋅V 0
V s
,
где с — концентрация пероксида водорода в на-
чальный момент времени, с0 — начальная концен-
трация пероксида водорода, Р — нормальное дав-
ление, V0 — объем газа (кислорода), приведен-
ный к нормальным условиям в данный момент
времени, V s — общий объем газа, выделившийся
за время эксперимента.
Скорость электрохимических процессов
восстановления с участием оксидных соединений
кобальта определялась методом вольтамперомет-
рии в протонных электролитах (1 М КОН) с по-
мощью потенциостата ПИ-50.1. Скорости скани-
рования потенциала составляли 100 мВ⋅с–1. При-
менялась трехэлектродная ячейка; рабочим элек-
тродом являлась запрессованная в полиэтилен
платина ( S=0.16 см2) с нанесенной на нее плен-
кой оксидных соединений кобальта толщиной
6—7 мкм из электролитов, состав которых при-
веден в таблице. Из представленных данных сле-
дует, что общее содержание кобальта увеличива-
ется по мере повышения концентрации фтор-иона
в электролите. По данным ДТГ и ИК-спектров,
наряду с этим возрастает количество воды (крис-
таллизационной, химически и физически сорби-
рованной) и ОН– группы. Наблюдается четкая
корреляция константы скорости разложения пе-
роксида водорода с количеством ОН– групп в со-
ставе соединений (таблица). По данным лога-
рифма констант скорости разложения пероксида
водорода на оксидных соединениях кобальта от
обратной температуры была определена энергия
активации этого процесса. Значения констант ско-
© О.А. Стадник, Н .Д. Иванова , 2006
70 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2006. Т. 72, № 1
рости процесса разложения пероксида водорода
при различных температурах и их энергии акти-
вации приведены в таблице.
Полученные количественные данные позво-
ляют сделать вывод о наиболее активных иссле-
дованных образцах. Наименьшая энергия акти-
вации процесса характерна для образца 4, кото-
рый получен из электролита с максимальной в
данных исследованиях концентрацией фтор-ио-
на. Ему присуще наибольшее количество гидрок-
сидных групп и, естественно, максимальное зна-
чение константы скорости процесса разложения
пероксида водорода. В этой реакции активность
соединения определяется природой и силой его
активных центров [4]. Обычно высокая протон-
ная кислотность уменьшается по мере дегидра-
тации соединения, то есть уменьшения количест-
ва гидроксидных групп. Анализируя получен-
ные данные, можно сделать вывод, что носите-
лями активного водорода на оксидном катализа-
торе и являются ОН–-группы. Этот вывод под-
тверждают результаты поляризационных из-
мерений (рисунок).
Они показали, что наиболее электрохимиче-
ски активными образцами являются те, которые
в своем составе содержат большее количество
гидроксидных групп и характеризуются наимень-
шей величиной энергии активации: образец 4
восстанавливается в более электроположитель-
ной области потенциалов. Согласно данным по-
ляризационных зависимостей, исследованные
образцы располагаются в следующем порядке
— 4>3>2>1, симбатно с наличием в этих же об-
разцах гидроксидных групп.
Таким образом, первоначальный количес-
твенный анализ оксидно-гидроксидных соедине-
ний позволяет определить наиболее каталитиче-
ски активное соединение даже без проведения
специальных исследований, в том числе без опре-
деления константы скорости пероксида водорода
и выбрать наиболее активное соединение в качес-
тве катодного материала для химического источ-
ника тока.
РЕЗЮМЕ. Визначено каталітичну активність анод-
них оксидних сполук кобальту на модельній реакції
розкладу пероксиду водню. Величина константи швид-
кості реакції становить (1—5)⋅10–4, що є на порядок
вище, ніж для зразків, отриманих хімічним способом.
Найактивнішими зразками є ті, які містять більшу кіль-
кість гідроксидних груп.
SUMMARY. It is determinated catalytical activity
of anodic cobalt oxide compounds by the model reaction
Состав оксидных соединений кобальта в зависимости от условий получения и значений констант скорости про-
цесса их разложения при различных температурах
Обра-
зец
Состав электролита,
г⋅л–1
Состав оксидного соединения
кобальта, % мас. К, моль⋅с–1⋅104 при t, oC
Eа,
кДж⋅моль–1
CoSO4⋅7H2O NH4F Со О ОН– H2Oобщ
* 25 30 35 40
1 10 20 44.7 28.8 8.3 18.2 1.02 1.09 1.65 2.1 51.7
2 10 25 47.2 27.9 9.5 15.4 1.27 1.53 2.01 3.65 29.6
3 10 30 45.1 30.9 10.4 13.6 2.19 2.7 2.88 5.1 21.3
4 10 40 42.2 35.3 12.0 10.5 3.3 5.1 5.4 5.8 11.6
* Общее содержание кристаллизационной и сорбированной воды.
Поляризационные кривые электровосстановления ок-
сидных соединений кобальта, полученных из электро-
литов различного состава. Номер кривой соответствует
номеру образца в таблице. Содержание гидроксидных
групп: 1 — 8; 2 — 9; 3 — 10; 4 — 12.
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2006. Т . 72, № 1 71
of the hydrogen peroxide decomposition process. The
value of a constant of speed of reaction at the presence
of various samples makes (1—5)⋅10–4, that the order
is higher, than at the samples received in the chemical
way. The most active samples are containing a lot of
hydroxide groups.
1. Киселев Е. С., Патрушева Т . Н . // Современные
проблемы радиоэлектроники: Cб. науч. тр. -Крас-
ноярск: ЧПЦКГГУ, 2003. -С. 376—378.
2. Jiang Rongzhong, Don Shaojun. // J. Electrochem.
Soc. -1992. -139, № 10. -P. 2751—2755.
3. Kanungo S .V., Parida K.M ., Sant B.R . // Electrochim.
Acta. -1981. -26, № 8. -P. 1157—1167.
4. Спожакина А .А ., Костова Т .Х . и др. // Кинетика
и катализ. -1994. -35, № 6. -C. 924—927.
Институт общей и неорганической химии Поступила 25.07.2005
им. В.И . Вернадского НАН Украины, Киев
УДК 541.138.2
С.В. Бык, О.Л. Берсирова
АНОДНОЕ ПОВЕДЕНИЕ СЕРЕБРА В ПРИСУТСТВИИ КОМПЛЕКСА K[Ag(CN)2]
Исследовано анодное поведениe серебра в растворе комплекса K[Ag(CN)2]. На основании полученных дан-
ных сделано предположение, что полная пассивация серебра в этом растворе происходит за счет образования
плотного пассивного слоя Ag2O с полупроводниковыми свойствами.
Интерес к изучению поведения серебра в рас-
творах электролитов, не содержащих свободного
цианида, обусловлен все возрастающим внима-
нием к экологически безопасным методам произ-
водства. Нестабильность работы этих электроли-
тов проявляется в пассивировании анодов и
неспособности сохранять рабочие характеристи-
ки при длительной эксплуатации. Попытки уст-
ранить пассивацию с помощью добавок к раст-
вору K[Ag(CN)2] роданистых солей не дали по-
ложительных результатов. Хотя пассивация и
была устранена , но при эксплуатации такого
электролита происходило накопление роданис-
того комплекса, что приводило к ухудшению ка-
чества осадков [1, 2]. Как отмечается в работе
[3], явление пассивации наблюдалось и в циани-
стых растворах.
Электролит на основе комплекса K[Ag(CN)2],
стойкость которого обеспечивается наличием бо-
ратно-фосфатно-карбонатного (БФК ) буфера
большой емкости, является одним из наиболее
перспективных в замене цианистых электролитов
для функциональных покрытий. Из него полу-
чают качественные осадки серебра, которые по
некоторым характеристикам превосходят покры-
тия, полученные из других известных электро-
литов серебрения. Недостатком такого электро-
лита является пассивация анодов, поэтому его
используют лишь с применением нерастворимых
анодов, что приводит к частой корректировке по
содержанию серебра.
Для устранения пассивации анодов необхо-
димо знание механизма и кинетики этого процес-
са. Настоящая работа посвящена исследованию
анодного поведения серебра в растворах комп-
лекса K[Ag(CN)2].
Исследования проводили в стеклянной тер-
мостатируемой трехэлектродной ячейке ЯСЭ-3,
используя потенциостат ПИ 50-1.1. Поляризаци-
онные кривые регистрировали с помощью само-
писца ЛКД 4-003. Рабочим электродом служила
пластинка серебра марки Ср999 площадью 1 см2.
Перед каждым опытом электрод обезжиривали,
травили в азотной кислоте, промывали в дистил-
лированной воде. В качестве электрода сравне-
ния использовали хлорсеребряный электрод, сое-
диненный с рабочим раствором с помощью со-
левого моста и капилляра Луггина. Растворы
K[Ag(CN)2] и КОН готовили на основе реактивов
марки х.ч. и дистиллированной воды.
В растворах БФК электролита серебрения
при использовании серебряных анодов наблю-
далась их полная пассивация. В процессе иссле-
дования было выяснено, что пассивация обусло-
влена присутствием комплекса K[Ag(CN)2]. Поэ-
тому дальнейшие исследования проводили в
растворе комплексной соли и сравнивали с пове-
дением серебра в других растворах. Специфика
© С.В. Бык, О.Л. Берсирова , 2006
72 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2006. Т. 72, № 1
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-185099 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0041–6045 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:48:11Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Стадник, О.А. Иванова, Н.Д. 2022-08-31T18:51:51Z 2022-08-31T18:51:51Z 2006 Каталитическая активность — фактор скорости электровосстановления оксидных соединений кобальта в протонных электролитах / О.А. Стадник, Н.Д. Иванова // Украинский химический журнал. — 2006. — Т. 72, № 1. — С. 70-72. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/185099 541.135.138.2 Определена какталитическая активность анодных оксидных соединений кобальта на модельной реакции разложения пероксида водорода. Величина константы скорости реакции в присутствии различных образцов составляет (1—5)×10⁻⁴, что на порядок выше, чем у образцов, полученных химическим способом. Наиболее активны образцы, содержащие большее количество гидроксидных групп. Визначено каталітичну активність анодних оксидних сполук кобальту на модельній реакції розкладу пероксиду водню. Величина константи швидкості реакції становить (1—5)×10⁻⁴, що є на порядок вище, ніж для зразків, отриманих хімічним способом. Найактивнішими зразками є ті, які містять більшу кількість гідроксидних груп. It is determinated catalytical activity of anodic cobalt oxide compounds by the model reaction of the hydrogen peroxide decomposition process. The value of a constant of speed of reaction at the presence of various samples makes (1—5)×10⁻⁴, that the order is higher, than at the samples received in the chemical way. The most active samples are containing a lot of hydroxide groups. ru Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України Украинский химический журнал Электрохимия Каталитическая активность — фактор скорости электровосстановления оксидных соединений кобальта в протонных электролитах Каталітична активність — фактор швидкості електровідновлення оксидних сполук кобальту в протонних електролітах Catalitical activity – the factor of speed electrodeposition of cobalt oxide compouds in proton electrolytes Article published earlier |
| spellingShingle | Каталитическая активность — фактор скорости электровосстановления оксидных соединений кобальта в протонных электролитах Стадник, О.А. Иванова, Н.Д. Электрохимия |
| title | Каталитическая активность — фактор скорости электровосстановления оксидных соединений кобальта в протонных электролитах |
| title_alt | Каталітична активність — фактор швидкості електровідновлення оксидних сполук кобальту в протонних електролітах Catalitical activity – the factor of speed electrodeposition of cobalt oxide compouds in proton electrolytes |
| title_full | Каталитическая активность — фактор скорости электровосстановления оксидных соединений кобальта в протонных электролитах |
| title_fullStr | Каталитическая активность — фактор скорости электровосстановления оксидных соединений кобальта в протонных электролитах |
| title_full_unstemmed | Каталитическая активность — фактор скорости электровосстановления оксидных соединений кобальта в протонных электролитах |
| title_short | Каталитическая активность — фактор скорости электровосстановления оксидных соединений кобальта в протонных электролитах |
| title_sort | каталитическая активность — фактор скорости электровосстановления оксидных соединений кобальта в протонных электролитах |
| topic | Электрохимия |
| topic_facet | Электрохимия |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/185099 |
| work_keys_str_mv | AT stadnikoa katalitičeskaâaktivnostʹfaktorskorostiélektrovosstanovleniâoksidnyhsoedineniikobalʹtavprotonnyhélektrolitah AT ivanovand katalitičeskaâaktivnostʹfaktorskorostiélektrovosstanovleniâoksidnyhsoedineniikobalʹtavprotonnyhélektrolitah AT stadnikoa katalítičnaaktivnístʹfaktoršvidkostíelektrovídnovlennâoksidnihspolukkobalʹtuvprotonnihelektrolítah AT ivanovand katalítičnaaktivnístʹfaktoršvidkostíelektrovídnovlennâoksidnihspolukkobalʹtuvprotonnihelektrolítah AT stadnikoa cataliticalactivitythefactorofspeedelectrodepositionofcobaltoxidecompoudsinprotonelectrolytes AT ivanovand cataliticalactivitythefactorofspeedelectrodepositionofcobaltoxidecompoudsinprotonelectrolytes |