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

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

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 Вi^o – Bi³⁺ в солевых расплавах. С этой целью спектрофотометрическим методом были изучены кинетика и механизм образования соединений висмута низших степеней окисления в системе Bi^o – 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^-1соответственно. 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 Bi^o – 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. 4240 downloads

Menu

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

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

Abstract

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