Міністерство освіти і науки російської федерації
Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої професійної освіти
Кубанський державний університет
Факультет хімії та високих технологій
Кафедра фізичної хімії
Напрям бакалаврської підготовки 020100.62 Хімія
Випускна кваліфікаційна робота бакалавра
Вплив з'єднань d-металів на швидкість дисоціації молекули води в біполярної мембрані
Роботу виконала Н.В. Алпатова
Науковий керівник, проф.,
д-р хім. наук, доц. Н.В. Шельдешов
Краснодар +2014
РЕФЕРАТ
Дипломна робота містить 51 сторінок, 18 малюнків, 4 таблиці, 44 літературних джерел.
Гетерогенна біполярна мембрана, вольтамперная характеристика, малорозчинні гідроксиди металів електрохімічний імпеданс, ефективна константа швидкості дисоціації молекули води
Об'єктами дослідження є аналог біполярної мембрани МБ - 2, модифікований гидроксидами d-металів - Fe +3, Cо 3+, Cr 3+, Ni 2+.
Мета даної роботи - вивчення впливу малорозчинних гідроксидів d-металів на електрохімічні характеристики, а також на швидкість дисоціації молекули води в біполярної мембрані.
Опір біполярних областей вимірювалися методом електрохімічного імпедансу. Парціальні по перенапрузі вольтамперні характеристики цих областей розраховувалися по залежності їх опору від щільності струму. Ефективні константи швидкості дисоціації молекули води розраховувалися по парціальної вольтамперної характеристики біполярної області, яка вимірювалася за допомогою методу електрохімічного імпедансу.
Розроблено метод і виготовлена ??лабораторна установка для розділення порошків на фракції за розмірами частинок і рівномірного нанесення частинок на мембрани. Виявлено, що введення малорозчинних гідроксидів d-металів у вигляді порошку масою 25 мг/дм 2 в біполярну область зменшує перенапруження на ній з 9,0 В на вихідної мембрані до 8,0 - 6,7 В при щільності струму 2 А/дм 2. Показано, що введення малорозчинних гідроксидів металів в біполярну область мембран приблизно на порядок (з 6 с - 1 до 39-54 с - 1) збільшує ефективну константу швидкості дисоціації молекул води і лінійно залежить від кількості нанесеного порошку гідроксиду. Встановлено, що в системі 0,5М HCl - 0,5М NaOH при щільності струму 1,1 А/дм 2 опір біполярної області такої мембрани практично постійно протягом 9:00, що свідчить про стабільність гідроксиду заліза (III) в біполярної області в процесі отримання соляної кислоти і гідроксиду натрію з хлориду натрію.
ЗМІСТ
Введення
. Аналітичний огляд
. 1 Будова і властивості біполярних мембран
. 1.1 Будова і властивості монополярних областей
. 1.2. Механізм дисоціації води в біполярних мембранах
. 2 Каталозі дисоціації води в біполярних мембранах
. 2.1 Каталозі дисоціації води йоногенних групами в біполярних мембранах
. 2.2 Каталозі дисоціації води малорозчинними гидроксидами d-металів
. 3 Процеси із застосуванням біполярних мембран
. 4 Методи дослідження біполярних мембран
. 4.1 Метод вольт-амперометрія
. 4.2 Метод частотного спектра електрохімічного імпедансу
. Експериментальна частина
. 1 Об'єкти дослідження
. 2 Методика синтезу гідроксидів перехідних металів
. 3 Методика фракціонування порошків гідроксидів перехідних металів
. 4 Методика визначення гістограми розподілу числа частинок порошку за діаметрами
. 5 Методика отримання біполярних мембран
. 6 Методика вимірювання електрохімічного імпедансу
. 7 Методика розрахунку парціальних по перенапрузі вольт-амперних характеристик біполярних мембран
. 4 Методика розрахунку ефективних констант швидкості дисоціації молекул води біполярної мембрані
. Результати та обговорення
. 1 Результати визначення розмірів часток порошків гідроксидів перехідних металів
. 2 Залежність електрохімічних характеристик біполярних мембран від кількості порошку гідроксиду металу
