350 руб
Журнал «Нелинейный мир» №12 за 2013 г.
Статья в номере:
Влияние пиридина на кинетику реакции выделения водорода на железе в кислых хлоридных средах
Ключевые слова: железо ионы водорода вода разряд кинетика замедленная стадия пиридин концентрация латеральная диффузия
Авторы:
Д. В. Балыбин - к.х.н., ст. преподаватель, кафедра аналитической и неорганической химии, Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина В. И. Вигдорович - д.х.н., профессор, кафедра «Химия наноматериалов», Тамбовский государственный технический университет им. Г.Р. Державина Л. Е. Цыганкова - д.х.н., профессор, зав. кафедрой аналитической и неорганической химии, Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина О. Ю. Кузина - магистрант, Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина
Аннотация:
Изучена кинетика реакции выделения водорода на железе в водных растворах HC1 с постоянной ионной силой, равной 1, в присутствии пиридина. Показано, что при введении в фоновые растворы 0,5 мМ С5Н5N наблюдается смена замедленного разряда лимитирующей латеральной диффузией, которая остается скорость-определяющей и при последующем двукратном увеличении Спиридина; с дальнейшим повышением Спиридина до 5 мМ лимитирующей становится реакция рекомбинации, а наличие 10 мМ добавки вновь приводит к значениям кинетических параметров РВВ, соответствующим замедленному разряду. Установлено, что скорость твердофазной диффузии через стальную мембрану не зависит от природы лимитирующей стадии РВВ.
Страницы: 867-875
Список источников

  1. Фрумкин А.Н., Багоцкий В.С., Иофа З.А., Кабанов Б.Н. Кинетика электродных процессов. М.: Изд-во МГУ. 1952.
  2. Фрумкин А.Н. Избранные труды: Электродные процессы. М.: Наука. 1967.
  3. Фрумкин А.Н. Перенапряжение водорода. М.: Наука. 1988.
  4. Кришталик Л.И. Итоги науки и техники // Электрохимия. 1977. Т. 12. С. 5-55.
  5. Кузнецов В.А. Графическое представление процесса выделения водорода на железе в широком спектре частот // Электрохимия. 1983. Т. 21. № 19. №8 С. 1107-1110.
  6. Enyo M.The coupled-control of electrode processes. Experimental evidences and interpretations // I. Res. Inst. Catal. Hokkaido Unit. 1979. V. 27. № 2. Р. 63-77.
  7. Феттер К. Электрохимическая кинетика. М.: Химия. 1967.
  8. Багоцкая А.И. Влияние состава раствора на скорость диффузии электролитического водорода на поверхности поляризованного электрода в щелочных растворах // Докл. АН СССР. 1956. Т. 110. № 3. С. 397-400.
  9. Hurlen T. Electrochemical behavior of iron // Acta chem. Scand. 1960. V. 14. № 7. С. 1533-1554.
  10. Enyo M., Conuay B.E., Bockris J.O.M., Yeager E., Khan E.S.U.M., White R.E. Comprehensive Treatise of Electrochemistry. N.Y.: Plenum Press. 1983. V. 7. P. 241.
  11. Trasatti S. Discussion // J. Electrochem. Soc. 1971. V. 18. № 12. P. 1961-1963.
  12. Кузнецов В.В., Халдеев Г.В., Кичигин В.И. Наводороживание металлов в электролитах. М.: Машиностроение. 1993.
  13. Vielstich W., Jahn D. // Z. Elektrochem. 1960. B. 64. S. 43.
  14. Делахей П. Двойной слой и кинетика электродных процессов. М.: Мир. 1967.
  15. Маринович. В., Деспич А.Р. Катодное выделение водорода из растворов уксусной кислоты // Электрохимия. 2004. Т. 40. № 10. С. 1155-1160.
  16. Vigdorovich M.V., Vigdorovich V.I., Tsygankova L.E. Hydrogen diffusion through the steel membrane in conditions of its anodic polarization // J. Electroanal. Chem. 2006. V. 596. № 1. P. 1-6.
  17. Marinovic V., Despic A.R. Hydrogen evolution from solutions of citric acids 1 // J. Electroanalyt. Chem. 1997. V. 431. №1. P. 127-132.
  18. Marinovic V., Despic A.R. Phosphoric acidas a source of hydrogen in cathodic hydrogen evolution // J. Serb. Chem. Soc. 1998. V. 63. № 7. P. 545-553.
  19. Marinovic V., Despic A.R. Phosphoric acid as a source of hydrogen in cathodic hydrogen evolution on silver // Electrochim. Acta. 1999. V. 44. № 23. P. 4073-4077.
  20. Кичигин В.И., Шадрин О.А., Шерстобитова И.Н. Влияние адсорбированных алифатических спиртов на кинетику разряда ионов водорода на железном электроде. Деп. в ВИНИТИ 12.03.82. № 1057-82. М., 1982.
  21. Афанасьев Б.Н. Кинетика электрохимических реакций в присутствии поверхностно-активных веществ. Сообщение I. Роль стадии проникновения иона деполяризатора в поверхностный слой в электрохимической кинетике. Деп. в ВИНИТИ. № 4434-83. М., 1983.
  22. Eldakar N., Nobe K. Effect of tolyl triazole on iron corrosion and the hydrogen evolution reaction in H2SO4 // Corrosion (USA). 1976. V. 32. № 6. P. 238-242.
  23. Abou-Romia M.M., Hefny M.M. Electrochemical behavior of iron in H2SO4 containing thiophene // J. Electroanal. Chem. 1982. V. 136. № 2. P. 339-344.
  24. Aramaki K. Inhibition effect of olefinic amines on cathodic process of iron in acid solution // Denki kagaku. 1975. V. 44. № 12. P. 771-777.
  25. Химическая структура и защитное действие ингибиторов коррозии. Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ. 1978.
  26. Подобаев Н.И., Столяров А.А. О причинах снижения перенапряжения водорода на железе при адсорбции малых количеств ПАВ // Защита металлов. 1971. Т. 7. № 5. С. 78-79.
  27. Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Дьячкова Т.П. Влияние катодной поляризации на диффузию водорода через стальную мембрану из этиленгликолевых растворов НС1 // Защита металлов. 2002. Т. 38. № 5. C. 514-520.
  28. Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Дьячкова Т.П. Влияние природы растворителя на диффузию водорода через стальную мембрану в условиях анодной и катодной поляризации // Химия и химическая технология. 2001. Т. 44. № 2. C. 80-86.
  29. Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Копылова Е.Ю. Влияние дигидроарсената натрия на кинетику восстановления ионов водорода на железе и диффузию водорода через стальную мембрану из водных и этиленгликолевых растворов НС1 // Электрохимия. 2003. Т. 39. № 7. С. 832-839.
  30. Вигдорович В.И., Копылова Е.Ю. Влияние катодной поляризации на диффузию водорода через стальную мембрану из этиленгликолевых растворов НС1, содержащих As(V) // Электрохимия. 2004. Т. 40. № 2. С. 180-184.
  31. Вигдорович В.И., Алехина О.В. Влияние воды и тиомочевины на кинетику выделения водорода и его диффузию через стальную мембрану из растворов системы С2Н4(ОН)2 - Н2О - НС1 // Коррозия: материалы, защита. 2004. № 12. С. 8-13.
  32. Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Алехина О.В. Влияние внешней поляризации на диффузию водорода через стальную мембрану из этиленгликолевых растворов с постоянной ионной силой, содержащих тиомочевину // Сорбционные и хроматографические процессы. 2005. Т. 5. № 4. С. 590-598.
  33. Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Балыбин Д.В. Кинетика реакции выделения водорода на железе и его диффузия через мембрану из этиленгликолевых растворов // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2011. Т 47. № 5. С. 103-108.
  34. Vigdorovich V.I., Tsygankova L.E., Balybin D.V. Influence of guanidine on kinetics of hydrogen evolution reaction on iron and its diffusion through steel membrane in acidic chloride media // Journal of Electroanalytical Chemistry. 2011. V. 653. № 1. P. 1-6.
  35. Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Балыбин Д.В., Крыльский Д.В., Яковлева В.А. Влияние гуанидина на выделение и диффузию водорода // Вестник ТГУ. 2010. Т. 16. № 1. С. 94-107.
  36. Балыбин Д.В., Кузина О.Ю., Цыганкова Л.Е., Вигдорович В.И. Квантово-механический расчёт дробных зарядов на атомах в молекуле гуанидина и его производных // Вестник ТГУ. 2012. Т. 17. Вып. 4.
  37. Vigdorovich V.I., Tsygankova L.E., Balybin D.V., Kichigin V.I. Influence of o-fluorophenylbiguanidine on the kinetics of hydrogen evolution reaction on iron, the nature of rate-determining step and hydrogen diffusion through a steel membrane // Journal of Electroanalytical Chemistry. 2013. V. 689. №1. P. 117-123.
  38. Цыганкова Л.Е., Балыбин Д.В., Орлова А.М. Исследование кинетики реакции выделения водорода на железе и его проникновения в металл в этиленгликолевых растворах НС1 // Вестник ТГУ. 2012. Т. 15. Вып. 1.
  39. Цыганкова Л.Е., Балыбин Д.В., Романцова С.В. Влияние природы растворителя и добавок фенилбигуанидина на кинетику реакции выделения водорода на железе в кислых средах // Вестник ТГУ. 2011. Т. 16. Вып. 3.
  40. Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Балыбин Д.В., Кузина О.Ю., Крыльский Д.В. Влияние о-фторфенилбигуанидина на кинетику реакции выделения водорода на железе и его диффузию через стальную мембрану в водных растворах НС1 // Наукоёмкие технологии. 2012. Т. 12. № 11. С. 52-58.
  41. Физико-химические методы анализа / под ред. В.Б. Алесковскогои К.Б. Яцимирского). М.-Л.: Химия. 1971.
  42. Альберт А., Сержент Е. Константы ионизации кислот и оснований М.-Л.: Химия. 1964.
  43. Введенский А.В., Гуторов И.А., Морозова Н.Б. Кинетика катодного выделения водорода на переходных металлах // Конденсированные среды и межфазные границы. 2010. Т. 12. № 4. С. 288-300.
  44. Балыбин Д.В. Влияние гуанидина и фенилбигуанидина на кинетику реакции выделения водорода на железе и его диффузию через стальную мембрану в этиленгликолевых растворах НС1: Автореф. дисс-канд. хим. наук. Тамбов, 2011. 20 с.
  45. Введенский А.В. Кинетика реакции выделения водорода на ряде металлов IB и VIIIB подгрупп периодической системы // Коррозия: материалы, защита. 2011. № 12. С. 23-29.
  46. Кришталик Л.И. Электродные реакции. Механизм элементарного акта. М.: Наука. 1979.
  47. Кришталик Л.И., Кузьменко Б.Б. Об адсорбции водорода на вольфраме в растворе щелочи // Электрохимия. 1973. Т 9. № 5. С. 664-666.
  48. Фрумкин А.Н., Долин П.И., Эршлер Б.В. Сравнение скоростей разряда Н+ - ионов со скоростью суммарного процесса выделения водорода на pt // Журнал физической химии. 1940. Т. 14 № 7. С. 907-915.
  49. Гохштейн А.Я. Обмен между двумя видами адсорбированного водорода // Электрохимия. 1971 Т. 7. № 4. С. 594.
  50. Балыбин Д.В., Кузина О.Ю., Цыганкова Л.Е., Вигдорович В.И. Влияние м-нитрофенилбигуанидина на кинетику реакции выделения водорода на железе и его диффузию через стальную мембрану в кислых хлоридных средах // Вестник ТГУ. Сер.: Естественные и технические науки. 2013. Т. 18. № 1. С. 375-380.