Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Техническая электрохимия

Диссертационная работа:

Алехина Ольга Владимировна. Влияние природы объемной и поверхностной сольватации и заряда поверхности на кинетику РВВ на железе и диффузию водорода через стальную мембрану в системы C2H4(OH)2-H2O-H+-(NH2)2CS : Дис. ... канд. хим. наук : 05.17.03 Тамбов, 2005 133 с. РГБ ОД, 61:05-2/629

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

Глава. I. Литературный обзор.... 9

  1. Кинетика и механизм реакции выделения водорода на железе в кислых средах 9

  2. Влияние состава раствора и природы растворителя на кинетику

РВВ : 16

1.3.Кинетика наводороживания металлов и сплавов 21

  1. Стимуляторы наводораживания. Влияние природы растворителя на твердофазную диффузию водорода при потенциале коррозии 27

  2. Влияние внешней поляризации на наводороживание стали 35

Глава II. Методика эксперимента 44

  1. Приготовление растворов 44

  2. Методика определения потока проникновения водорода в сталь 44

  3. Методика электрохимических измерений ; 48

  4. Статистическая обработка экспериментальных данных 52

Глава III. Влияние тиомочевины на кинетику разряда ионов водоро
да на железе армко в водно - этиленгликолевых растворах НС1 53

  1. Состояние молекул тиомочевины в растворах 53

  2. Влияние тиомочевины на кинетику разряда ионов водорода на железе армко 55

з
Глава IV. Закономерности твердофазной диффузии водорода через
стальную мембрану из растворов СгН^ОН^ - Н2О - НС1 в
присутствии тиомочевины при потенциале коррозии ее входной
стороны 72

4.1. Условно безводные этиленгликолевые растворы 72

  1. Этиленгликолевые растворы НСІ, содержащие 2 и 10 мас.% воды 79

  2. Этиленгликолевые растворы НС1, содержащие 20-90 мас.% воды 91

  3. Влияние внешней поляризации на диффузию водорода через стальную мембрану из водно - этиленгликолевых растворов ІІС1,

содержащих тиомочевину '. 95

4.4Л.Катодная поляризация входной стороны мембраны 95

4.4.2. Анодная поляризация входной стороны мембраны 110

Выводы 122

Литература 125

Введение к работе:

Актуальность темы. Эксплуатация различных конструкционных материалов в природных и технологических жидких и газовых средах способствует протеканию коррозии полностью или частично с водородной деполяризацией, что приводит к диффузии водорода в глубинные слои металла, наводоро-живанию, и, как следствие, негативному влиянию на его механические характеристики. Иаводороживание влечет за собой огромные материальные потери, экологические и социальные проблемы. Не удивительно, что этой

^1 ( острой проблемой занимаются многие отечественные и зарубежные исследо-

ватели. Большинство работ по изучению кинетики и механизма наводорожи-вания металлов выполнены в водных средах. Однако, в условиях интенсивного развития химической технологии происходит все большее внедрение в производство неводных и смешанных растворителей, что ставит вопрос о выяснении роли природы их составляющих в электрохимических процессах.

Очевидно, что изменение соотношения компонентов сольвента позволяет оценить влияние природы молекул, участвующих в объемной (ионов) и поверхностной сольватации, на кинетику и механизм реакции выделения водорода, степень заполнения поверхности металла адсорбированным водородом и его диффузию через мембрану и в конечном счете - на наводорожива-

'.^ пие.

В настоящей работе в качестве неводного растворителя или его составляющей избран этилен гликоль. C^\U{0\\)i смешивается с водой в любых соотношениях, имеет высокую диэлектрическую постоянную (є ~ 37) и ион-

5 ное произведение (pKs = 15,6). Хлористый водород в нем практически нацело диссоциирует на ионы, а этнленгликолевые растворы НС1 используются в промышленности органического синтеза, что усиливает интерес к системам на основе этого спирта.

В литературе отсутствует интерпретация с единых позиций связи кинетики и механизма катодного восстановления ионов водорода с закономерностями твердофазной диффузии водорода из растворителей различной природы. В связи с этим ь настоящей работе параллельно изучены процессы кинетики РВВ и диффузии водорода через стальную мембрану в растворах системы СгН^ОНЬ - Н20 - НО, с постоянной ионной силой в присутствии тио-мочевины как стимулятора наводороживания.

В качестве объектов исследования выбраны: железо армко и углеродистая сталь СтЗ, широко применяемая как конструкционный материал. Цель работы заключается в изучении влияния природы и состава смешанного растворителя в системе С2Н4(ОН)2 - Н20 - НСІ, концентрации (NI^CS как стимулятора наводороживания на кинетику и механизм РВВ на железе армко и поток твердофазной диффузии водорода в углеродистую сталь. Задачи

  1. Изучить кинетику и механизм катодного процесса разряда ионов водорода на железе из растворов системы СгїІ^ОІГ^ - Н20 - НО как функцию природы и состава растворителя, кислотности среды, сольватной формы протона и молекул, сольватирующих поверхность металла.

  2. Исследовать влияние концентрации (NH2)2CS как стимулятора наводороживания и содержания воды на кинетику и механизм катодного восстановления Н *o!v на железе в этилснгликолевых растворах НС1 с постоянной ионной силой.

  3. Изучить влияние концентрации HTlw в различной сольватной форме и тиомочевины на диффузию водорода через стальную мембрану при потенциале коррозии и в условиях катодной поляризации ее входной стороны в

растворах системы CjH^OHh - Н20 - НС1 - (Nl-b^CS в широком интервале концентрации воды и сопоставить с кинетикой и механизмом РВВ на железе. 4. Выявить влияние анодной поляризации стальной мембраны в исследуемых средах с различным составом электролита на величину потока диффузии водорода как функцию воды, концентрации ионов водорода, их сольватной формы, наличия тиомочевины, величины АЕа и заряда поверхности ее входной стороны. Научная новизна

  1. Впервые исследовано влияние концентрации тиомочевины на кинетику и механизм катодного восстановления ионов водорода на железе в водных и этиленгликолевых растворах НС1 с постоянной ионной силой в широком интервале Свода (0,15 - 90 мас.%).

  2. Изучена кинетика РВВ на железе как функция природы и состава смешанного этиленгликоль - водного растворителя и выяснено влияние сольватной формы разряжающегося протона и природы частиц, сольвати-рующих поверхность металла (СгІЦОН^ и Н20) на механизм процесса и природу замедленной стадии.

  1. Изучены, обобщены и сопоставлены особенности РВВ и потока твердофазной диффузии водорода в сталь при потенциале коррозии из растворов системы C2llt(OH)2 - Н2О - ПСІ как функция концентрации (NI-^CS, Н20, кислотности среды и продолжительности эксперимента.

  2. Оценено влияние катодной и анодной поляризации входной стороны стальной мембраны на диффузию водорода из этиленгликолевых растворов НО с постоянной ионной силой, содержащих тиомочевину. Рассмотрена роль заряда ее поверхности.

Прикладное значение

Полученные результаты могут быть учтены и использованы при разработке новых мер борьбы с наводороживанием и водородным растрескиванием в негодных средах соответствующими лабораториями научно - исследовательских институтов и коррозионными службами промышленных предпри-

7 Они важны при создании общей теории наводороживания, в процессе разработки и чтения общих и специальных курсов по вопросам коррозии металлов и электрохимии, студентам высших учебных заведений ряда естественно -научных и технических специальностей. Автор защищает

- экспериментально установленные и обобщенные кинетические зако
номерности катодного процесса разряда ионов водорода в водно - этиленг-
ликолевых растворах НС1 с постоянной ионной силой в присутствии тиомо-
чевины как функцию природы и состава растворителя и C(NH;3cg при

г|Н = const и Е = const;

Результаты исследований потока твердофазной диффузии водорода в углеродистую сталь СтЗ из растворов системы СгРЦОЬОг - HiO - IIC1 как функцию сольватной формы и концентрации H*h> Н20 и (КНг^СЗ (стимулятора наводороживания) в смешанном растворителе при потенциале коррозии входной стороны мембраны;

Экспериментальные данные о влиянии величины катодной и анодной поляризации на диффузию водорода через стальную мембрану из эти-ленгликоль - водных кислых хлоридных растворов, содержащих тиомочеви-ну;

Наличие и особенности связи кинетики и механизма разряда Н шК, с экспериментально полученными закономерностями потока твердофазной диффузии в углеродистую сталь СтЗ из этиленгликолевых и водно - этиленг-ликолевых растворов ПО, содержащих тиомочевину.

Апробации работы. Основные положения, результаты и выводы, содержащиеся в диссертации, докладывались на региональных научно - практической конференции: «Проблемы химии и химической технологии» (Тамбов, 2003 г.), на И Всеросийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах «ФАГРАН - 2002» (Воронеж, 2004 г.), на международной конференции «Физико - химические

8 основы новейших технологий XXI века» (Москва, 2005 г.), на научных конференциях аспирантов и преподавателей Тамбовского госуниверситета им. Г.Р. Державина (2002 - 2005 г.).

Публикации. Содержание диссертации отражено в 10 печатных работах, в том числе 6 статьях и 4 материалах и тезисах докладов.

Объем работы. Диссертация содержит 133 страницы машинописного текста, в том числе 41 рисунок, 5 таблиц и с.остоит из введения, 4 глав и обобщающих выводов. Список цитируемой литературы включает 134 наименования отечественных и зарубежных авторов.

Подобные работы
Копылова Елена Юрьевна
Влияние As(V) и воды на кинетику разряда H^+_solv на железе и диффузию водорода через стальную мембрану в кислых этиленгликолевых средах
Матвеева Марина Васильевна
Кинетика катодного выделения водорода на железе и его диффузия через стальную мембрану в этанольных растворах HCl
Зарапина Ирина Вячеславовна
Влияние сольватационных эффектов и пиридина на кинетику реакции выделения водорода и его диффузию через стальную мембрану в кислых этиленгликолевых растворах
Косьяненко Евгений Сергеевич
Определение констант скоростей реакции выделения водорода на углеродистой стали и его твердофазной диффузии в кислых средах
Иванов Андрей Геннадьевич
Влияние природы корректирующих масс на уровень вибраций в механических системах с неуравновешенным ротором
Коренкова Анна Анатольевна
Влияние фитодобавок флавоноидной природы на показатели качества молочных продуктов
Фадин Юрий Александрович
Кинетика разрушения поверхности металлических материалов при трении
Шельдешов Николай Викторович
Процессы с участием ионов водорода и гидроксила в системах с ионообменными мембранами
Денисова Тамара Трофимовна
Влияние природы сокатализатора и активатора на активность и стереоселективность процесса полимеризации циклооктена с раскрытием кольца
Зобков Дмитрий Владимирович
Влияние природы растворителя на кинетику и механизм катодного внедрения лития в алюминиевую матрицу, модифицированную редкоземельным элементом

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net