SU1502983A1 - Способ количественного определени реакционной емкости расплава галогенидов щелочных металлов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к высокотемпературной электрохимии расплавленных солей и может быть использовано при исследовании реакционных свойств расплавов галогенидов щелочных металлов по отношению к различным металлам, примен емым в качестве насыщающих их элементов. Способ заключаетс  в определении массовой концентрации перешедшего в расплав химически активного металла. Дл  этого металл ввод т в расплав и выдерживают в течение времени, достаточного дл  установлени  стационарного состо ни  металла с расплавом. После извлечени  отстатка металла в расплаве поочередно выдерживают не менее двух подложек из металла, способного образовывать сплав с введенным в расплав металлом, и имеющего более электроположительный по сравнению с ним потенциал, определ ют суммарный привес подложек и рассчитывают массовую концентрацию перешедшего в сплав металла и по ней-реакционную емкость расплава.

Description

1

(21)4221788/31-25

(22)06.04.87

(46) 23.08.89. Бюп. № 31

(71)Кировский политехнический ин- ститут

(72)А.В.Ковалевский и В.В.Сорока

(53)620.193.45 (088.8)

(56)Смирнов М.В. и др. Электронные переходы между частицами в нестехио- метрических ионных расплавах. - Электрохими , 1977, т. XIII, вып. 5,

с. 754-758.

(54)СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕАКЦИОННОЙ ЕЖОСТИ РАСПЛАВА ГАЛОГЕНИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ

(57)Изобретение относитс  к высокотемпературной электрохимии расплавленных солей и может быть использовано при исследовании реакционных свойств расплавов галогенидов щелочных металлов по отношению к различным металлам, примен емым в качестве насыщающих их элементов. Способ заключаетс  в определении массовой концентрации перешедшего в расплав химически активного металла. Дл  этого металл ввод т в расплав и вьщержива- ют в течение времени,достаточного дл  установлени  стационарного состо ни  металла с расплавом. После извлечени  остатка металла в расплаве поочередно выдерживают не менее двух подложек из металла, способного образовывать сплав с введенным в расплав металлом и имеющего более электроположительный по сравнению с ним потенциал, определ ют суммарный привес подложек и рассчитывают массовую концентрацию перешедшего в сплав металла и по ней - реакционную емкость расплава.

§

(Л

Изобретение относитс  к высокотемпературной электрохимии расплавленных солей и может быть использовано при исследовании реакционных свойств.расплавов галогенидов щелочных металлов.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение возможности исследовани  расплавов путем количественной оценки их реакционной емкости.

Способ заключаетс  в том, что в расплав галогенидов щелочных металлов при заданной температуре ввод т химически активный металл и вьщержи- вают в течение времени, достаточного дл  установлени  стационарного состо ни , когда окислительно-восстановительный потешшал среды (расплава ) становитс  равным электродному потенциалу металла. Такой солевой расплав, вьщержанный до установлени  стационарного состо ни , близкого к равновесному с металлом, приобретает восстановительную способность этого металла. Он может вступать в химические реакции, дава  те же продукты, которые образуютс  при непосредственном взаимодействии с металлом, например, при погружении в расплав второго более электроположительного металла, обраэовьгоать с ним поверхностный диффузионньй сплав.

После извлечени  из расплава ос- ., татка металла в расплаве поочеред31502

но вьщерживают не менее двух подложек из металла, способного образо- вьгоать сплав с введенным в расплав металлом и имеющего более электро- положительньй по сравнению с металлом потенциал. Далее определ ют привес каждой подложки и после прекращени  изменени  веса подложек определ ют их суммарный привес.

По привесу металла-подложки определ ют количество восстановившегос  из расплава металла R . Тем самым экспериментально определ ют, насколько уменьшилось в расплаве коли- чество ионов R в результате их восстановлени  на металле-подложке, т.е. привес на металле-подложке показывает , на какую величину изменилась масса растворенного в расплаве активно- го металла. Следовательно, по экспериментально определ емой величине R (количество восстановившегос  металла и перешедшего в сплав с подложкой) можно рассчитать мольнодолевую кон- центрацию ионов активного металла сГп участвовавших в сплавообразо- вании, и реакционную емкость расплава по формуле

рМ «

V -

где с , - реакционна  емкости расплава;

С - мольнодолева  концентраци  ионов металла в расплаве, перешедших в сплав с металлом-подложкой f п - степень окислени . Пример 14 В тигель из стек- лоуглерода загружают эвтектику хло- РИДОВ лити  и кали  массой 50 г,предварительно переплавленньк и очищенных путем барботировани  через расплав хлорида водорода с последующей отгонкой его под вакуумом. Тигель по мещают в  чейку из кварца,  чейку герметизируют, воздух из нее откачивают . Ячейку помещают в печь и нагревают до температуры плавлени , продолжа  откачку. После расплавлени  соли в  чейку подают аргон, очищенный от следов влаги и кислорода пропусканием через сосуды с хлоридом кальци  и гидроксидом кали , и нагретую до 1100 К циркониевую струж- ку. Ячейку нагревают до 850 К. В точке аргона в расплаве ввод т лантан массой 35,01 г с площадью поверхности 29 см и вьодерживают его

в контакте с расплавом 4 ч (врем  установлени  стационарного потенциала лантана в эвтектике хлоридов лити  и кали  не превьш1ает 2 ч) . После выдержки лантан отмывают от солей под струей воды, промьтают в спирте, сушат и взвешивают. Масса лантана после вьщержки в расплаве 32,36 г. В расплав ввод т никель (металл-подложку). Образец никел  имеет площадь S 1 см , массу m 0,530 г. Образец вращают, перемешива  расплав в течение 1 ч, затем образец извлекают в токе аргона и ввод т новый образец никел  (S 1 см, m 0,4900 г). Провод т перемешивание расплава в течение 1 ч и извлекают второй образец никел . Образцы отмывают в потоке воды от остатков солей, промьшают спиртом, сушат и взвешивают. Масса первого никелевого образца после вьщержки в расплаве 0,5648 г, второго 0,4901 г. Масса лантана, перешедшего в сплав, 0,0348 г . ( мг) . Масса лантана, перешедшего в расплав , 2,64 г. Мольнодолева  концентраци  ионов лантана, участвовавших

в сплавообразовании

г %

с: , с.

.м

-JLa. А.

( Хц

М

U.-fe

).

pV. р% + + Jta.

асг-з

где - мольнодолева  концентраци  лантана, перешедшего

4

в сплав из расплава, - массова  процентна  концентраци  лантана, перешедшего в сплав из.расплава , равна  отношению суммарного привеса металла- подложки к общей массе расплава,

А - атомна  масса лантана; - массова  процентна  кон- центраци  хлорида лити  в

. расплаве; С - массова  процентна  конрссс

центраци  хлорида кали  в

расплаве;

/ fa массова  процентна  кон- центраци  хлорида лантана наход щегос  в расплаве и не участвующего в реакции сплавообразовани 

М

М

i.ce

с. -Loce

мольна  масса хлорида лити ;

мольна  масса хлор1ща кали - ,

мольна  масса х.порида лантана .

Реакционна  емкость расплава - мольнодолева  концентраци  сольвати- рованных электронов (ё), участвовавших в восстановлении активного металла на подложке в процессе сплавообра зовани , определ етс  по формуле

с::

е

/ч

С.а

.-

И составл ет С 8,18-10

Пример 2. Определение реакционной емкости осуществл ют по способу , описанному в примере 1, но температура расплава составл ет 900 К. Реакционна  емкость расплава С . 9,32-10 .

Пример 3. Определение реакционной емкости осуществл ют по способу , описанному в примере 1, но температура расплава составл ет 950 К. Реакционна  емкость С 1,27 10 .

Пример 4. Определение реакционной емкости осуществл ют по способу , описанному в примере 3, но вместо лантана ввод т диспрозий. Реакционна  емкость Cg 2,79-10,

Использование предлагаемого способа определени  реакционной емкости расплавов галогенидов щелочных металлов позвол ет получить количест- .венные характеристики взаимодействи  различных металлов с расплавами и реакционно-способных расплавов с реагентами , что в свою очередь, позвоСоставитель С.Зуев Редактор Н.Рогулич Техред Л.Олийньж Корректор Т.Палий

Заказ 5078/53

Тираж 789

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

л ет целенаправленно подбирать соотношение металлической и солевой фаз в ваннах дл  диффузионного насыщени , используемых в практике химико-термической обработки изделий из металлов и сплавов. Получение количественных характеристик реакционной емкости расплава позвол ет углубить теоретические представлени  о механизме бес- токового переноса металла в расплав-. ленных солевых электролитах.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   15

   5

   0

   5

   Способ количественного определени  реакционной емкости расплава галогенидов щелочных металлов, отличающийс  тем, что, с целью 0 обеспечени  возможности исследовани  расплавов путем количественной оценки их реакционной емкости, в расплав при заданной температуре ввод т химически активный металл, вьиерживают в течение времени, достаточного дл  установлени  стационарного состо ни  металла с расплавом, после чего остаток металла извлекают из расплава и поочередно вьщерживают в расплаве не менее двух подложек из металла, способного образовывать сплав с введенным в расплав металлом и имеющего более электроположительный по сравнению с ним потен1;иал, определ ют привес каждой подложки, после прекращени  изменени  массы подложек определ ют их суммарный привес, рассчитывают массовую концентрацию пе- рещедщего в сплав металла и по ней - реакционную емкость расплава.

   Подписное