SU949467A1

SU949467A1 - Способ определени теплоты адсорбции водорода металлами

Info

Publication number: SU949467A1
Application number: SU803007412A
Authority: SU
Inventors: Всеволод Всеволодович Притула; Валерий Павлович Гусев; Леонида Ивановна Ульянова
Priority date: 1980-11-20
Filing date: 1980-11-20
Publication date: 1982-08-07

Description

Изобретение относитс к физической химии, точнее к электрохимическому определению адсорбционного взаимодействи водорода на щелочных металлах , наход щихс в водных растворах , и может быть использовано в контроле наводораживани сталей и других сплавов.

Известен калориметрический способ определени теплоты адсорбции, выдел ющейс при приведении паров адсорбата в контакт с образцом l.

Однако применение данного способа дл погруженных в воду щелочных меТсшлов принципиально не осуществимо.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ определени теплоты адсорбции водорода металлами, включающий смачивание исследуемого металла водным электролитом L2J.

Недостатком известного способа вл етс то обсто тельство, что при контакте щелочных металлов с молекулами воды, высока активность этих металлов приводит к интенсивному химическому взаимодействию между ними и молекулами воды и,следовательно , к выделению больших количеств молекул рного водорода, который в этих услови х, как правило, или

самовозгораетс , или взрываетс , что делает способ неприменимым в указанном варианте выполнени .

Кроме того, сокращение контактирующей поверхности с целью уменьшени помехи химической реакции не позвол ет с- нужной точностью измерить теплоту адсорбции по теплоте смачивани .

10

Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей способа, т.е. расширение области использовани способа на группу щелочных металлов.

15

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу определени теплоты.адсорбции водорода металлами , включающему смачивание исследуемого металла водным электрсли20 том, измер ют электрохимический потенциал реакции взаимодействи щелочного металла с водой и теплоту адсорбции водорода определ ют по выражению .

25

/(

(,55-2( - - т:

),

67

Claims

где Ej,g - энерги ионизации исследуемого щеДочного металла 30в воздухе; jr - энерги ионизацик исслед емого щелочного металла водном электролите; 0,59 - тепловой Е ффект реакции нейтрализации; - абсолютна величина изме р емого потенциала элект рохимического взаимодействи ; 1,67 - коэффициент перехода из эВ. шкалы водородного электролита в шкалу абсолютны энергий. На чертеже схематически представ лен механизм электрохимического вза имодействи щелочных металлов с молекулами воды. Способ реализуетс в следующем пср дке. В водную среду помещают электрод из щелочного металла в парафиновойизол ции с единрчной несплошностью малой площади и замер ют электрохимический потенциал реакции взаимодействи металла с водой. При -погру жении в водный электролит любого щ лочного металла, энерги ионизации последнего будет равна Е„о„/4,5 эВ, а с учетом резонансной диссоциации молекул воды реальна энерги ионизации металла будет составл ть EMOM/4,5-fO,59 (эВ) . Измерение электрохимического пот циала производ т по стандартной методике на потенциостате П-5827. Измеренное значение электрохимического потенциала реакции соответству ет энергии () , и определ етс алгебраической разностью энергий анодного и катодного процессов всей реакции в целом. Величина электрохи ческого потенциала позвол ет определить глубину потенциальной мы адсорбции водорода, а значит и тепл вой эффект данной реакции. Ибо тепл вой эффект адсорбционного взаимодействи атомов водорода на щелочных металлах будет измер тьс разностью между энергией адсорбции вод рода и его десорбированной частью (чертеж). Пример. Измерение электрох мического потенциала производили по стандартной методике на потенциоста те П-5827. Измер ли потенциал реакц электрохимического взаимодействи атомов кали в насыщенном растворе КОН при , он равен 2 ,40 В н.в.э. Энерги ионизации кали в. воздухе равна 4,34 эВ, но тог да его энерги ионизации в водном электролите будет равна 0,96 эВ. Со ласно указанного выражени определи ли теплоту адсорбционного взаимодействи атомов водорода, равную 0,324iO,04 эВ. В ОТЛИЧИИ от известных способов, предложенный способ определени теплоты адсорбции водорода позвол ет определить количество частиц водорода , пришедших во взаимодействие с щелочными металлами, а также служит первоначальным этапом проведени детального анализа механизма взаимодействи всех металлов с водными растворами, что создает предпосылки дл решени задачи наводораживани трубной стали при катодной защите магистральных трубопроводов. Формула изобретени Способ определени теплоты адсорбции водорода металлами, включающий смачивание исследуемого металла водным электролитом, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей способа путем обеспечивани возможности исследовани щелочных металлов, измер ют электрохимический потенциал реакции взаимодействи щелочного металла с водой и теплоту адсорбции водорода определ ют по выражению + 0,59 - 1%), ,ЕЬОН rfQ 0,55 - 2(i 4,5 где Е,о„ энерги ионизации исследуемого щелочного металла в воздухе ; энерги ионизации исследуемого щелочного металла в водном электролите; тепловой эффект реакции нейтрализации; абсолютна величина измер емого потенциала электрохимического взаимодействи ; 1,67 эВ.В коэффициент перехода из шкалы водородного электролита в шкалу абсолютных энергий. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Anberg G., Spenser W., Bube R. Heats ofansorption of krypton on highPy graphitized carbon bfach. Canadian JournaP of Chemistry. 1955, 33, 305.
2.Адамсон A.A. Физическа хими поверхностей, М., Мир, 1979, с. 450,

fafagc. 1

Н

-0,5

у0

.5

7.67

Мс