Vol. 53 (2017), Issue 2, p. 59-64

DOI: 10.5281/zenodo.1053291

Электрохимические процессы на межфазных границах Вi – Bi3+ в хлоридных расплавах

Козин В.Ф., Буряк Н.И., Близнюк А.В.

Abstract

УДК 546.87:543.42

 

Для создания рациональных технологических схем получения висмута высокой чистоты и совершенствования электрохимического метода рафинирования необходимы сведения о физико-химических свойствах соединений висмута низшей степени окисления и механизмах процессов, протекающих на межфазных границах Вio – Bi3+ в солевых расплавах. С этой целью спектрофотометрическим методом были изучены кинетика и механизм образования соединений висмута низших степеней окисления в системе Bio – BiCl3 – ZnCl2 – NH4Cl. Установлено, что при контакте металлического висмута с ионами Bi3+ в расплаве образуются интермедиаты Bi+ и кластеры [Bi5]3+, характеризующиеся появлением на спектрах электронного поглощения полос поглощения в области 18000 и 14000 см-1 соответственно. Для оценки кинетических параметров образования Bi+ и [Bi5]3+ использована зависимость интенсивности полос поглощения от времени контакта ионов Bi3+ с металлическим висмутом. Константы скорости образования интермедиатов Bi+ и кластеров [Bi5]3+ оцениваются величинами 3,33×10-3 и 2,31×10-3 с-1 соответственно. Предложен механизм анодного растворения висмута в расплавах. Определены катодный и анодный выходы висмута по току.

 

Ключевые слова: висмут, интермедиаты, кластеры, кинетика, степень окисления, выход по току, спектрофотометрия, межфазная граница.

 

 

To create rational flow diagrams for the production of high-purity bismuth and to improve the electrochemical method of refining, the information is needed about the physical-chemical properties of compounds of bismuth in lower oxidation state and the mechanisms of processes occurring at Bio – Bi3+ interfaces in salt melts is required. To this end, the kinetics and mechanism of formation of compounds of bismuth in lower oxidation states in the system Bi0 – BiCl3 – ZnCl2 – NH4Cl have been studied by the spectro-photometric method. It has been found that when metallic bismuth is in contact with Bi3+ ions, intermediates and [Bi5]3+ clusters are formed in the melt, which are characterized by the appearance in electronic absorption spectra of the absorption bands at 18000 cm-1 and 14000 cm-1, respectively. To estimate the kinetic parameters of Bi+ and [Bi5]3+ formations, the dependence of the intensity of absorption bands on the time of contact of Bi3+ ions with metallic bismuth was used. The rate constants of the formation of Bi+ interme-diates and of [Bi5]3+ clusters are estimated to be 3.33∙10-3 and 2.31∙10-3 s-1, respectively. The cathodic and anodic current yields of bismuth have been determined.

 

Keywords: bismuth, intermediates, clusters, kinetics, oxidation state, spectrophotometry, current efficiency, interface.

 

 

Download full-text PDF. 163 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.