Файл: Ингибиторы коррозии металлов сборник трудов..pdf

стей продуктов реакции больше суммы молекулярных магнитных восприимчивостей исходных веществ, то магнитное поле ускоряет реакцию, в противном случае — замедляет ее, при равенстве вос­ приимчивостей магнитное поле не изменяет скорости процесса. Наи­ больший положительный эффект был получен для реакции.

В. П. Казакову [3] не удалось обнаружить изменения скорости реакции (I). Результаты не воспроизводились, и автор пришел к выводу, что магнитное поле до 16 000 э на скорость химических реакций в растворах не влияет.

Однако никем не исследовалось, какое влияние оказывает на скорость данной реакции предварительное омагничизание раство­ ров реагирующих веществ. С этой целью нами был поставлен ряд опытов по следующей методике.

Растворы КМп04 или Н2С20 4 пропускались через электромаг­ нитную установку, конструктивная схема которой описана в ра­

Скорость реакции контролировалась определением концентра­ ции непрореагировавших перманганат-ионов йодометрическим тит­ рованием.

После омагничивання растворов КМп04 пли Н2С20 4 в термоста­

t = 18±0,2СС и повторялись по 5 раз в каждой серии (в одной се­ рии опытов омагничивался раствор КМп04, в другой — раствор Н2С20 4). Кинетика реакции (1) в неомагниченных растворах иссле­ довалась аналогично в том же реакционном сосуде.

Расчет констант скорости проводился следующим образом. Реакция окисления щавелевой кислоты перманганатом калия

протекает по сложному механизму, лимитирующей стадией которо­ го является взаимодействие попов Мп04~ с ионами Мп2П Она от­ носится к реакциям второго порядка по ионам Мп04~ и первого по ионам А1п-'~ и описывается уравнением общего вида [51:

221

контрольных и омагниченных растворов методом парных точек, оп­ ределяли тангенс угла наклона и рассчитывали значение К.

Представленные в табл. 1 и на рис. 1 данные эксперимента, не­ зависимо от того, какой раствор обрабатывался магнитным полем,, однозначно указывают на увеличение скорости реакции в омагии-

222

В. С. ДУХА 1111и, //. г. к л ю ч н и к о в

В Л И Я Н И Е М А Г Н И Т Н О Й О Б Р А Б О Т К И Р А С Т В О Р А Х Л О Р И Д А Ж Е Л Е З А Н А Д И Ф Ф У З И Ю И О Н О В F e 3^

Механизм явлений, происходящих при магнитной обработке во­ ды п водных растворов, является очень сложным и находится лишь в начальной стадии изучения. На основании описанного в литерату­ ре экспериментального материала (с учетом противоречивых дан­ ных), по-впдимому, невозможно предложить модель, объясняю­ щую все особенности омагничнвання, так как величина эффекта, время его проявления и сохранения зависят от качественного и ко­ личественного состава исследуемой системы, режима обработки и условий, в которых будет находиться данная система после крат­ ковременного пребывания в магнитном поле. Какую-то долю в об­ щий вклад изменения измеряемых опытны?,i путем физико-химиче­ ских свойств, очевидно, вносят и молекулы воды и ионы растворен­ ного вещества, в результате чего происходят частичные перестрой­ ки в структуре растворителя и раствора в целом. Существенную роль при этом играет гидратация помов.

Об изменении степени гидратации ионов можно судить по вели­ чине коэффициента диффузии, между которыми осуществляется об­ ратная зависимость.

Цель настоящей работы — электрохимическим методом опреде­ лить коэффициент диффузии ионов Ре3ч~ и установить, как отража­ ется магнитогпдродинамкческая обработка раствора FeCl3 на диф­ фузию этих ионов. Ионы Fe34~и С1всегда присутствуют в техниче­ ской воде, магнитная обработка которой имеет широкое примене­ ние [1].

Для омагничивания растворов FeCl3 (6,58* 10-2 моль/л) приме­ нялась униполярная электромагнитная установка, схема которой описана в работе [2]. Режим обработки: напряженность магнитно­

пропускались 5 раз по стеклянной трубке аппарата, но без вклю­

чения тока.

Коэффициент диффузии ионов Fe3~ определялся методом сня­ тия катодных поляризационных кривых. Кривые снимались на по-

ными электродными пространствами через различные промежутки времени после омагничивания наливали по 100 мл раствора хло­ рида железа (III). Рабочим электродом служила прозолока из

;224

гладкой платины с поверхностью 0,32 см2, вспомогательным — платиновая пластинка. В качестве электрода сравнения использо­ вался хлор-серебряный электрод.

Опыты проводились при 20±0,2°С, естественной аэрации, и пов­ торялись многократно (всего снято 30 контрольных п 30 опытных кривых по 10 кривых в каждой серин).

Из поляризационных кривых (рис. 1) графически определялось значение тока диффузии \(1 и плотности диффузионного тока ионов

где Za и Zb — заряд ионов (соответственно катиона и аниона); F — число Фарадея;

k — константа (по данным В. Г. Левина k = 0,51); %— ad Ос — коэффициент плотности электролита {d — плот­

ность, с — концентрация);

g— ускорение силы тяжести;

у— кинематическая вязкость; L — длина электрода;

Са — концентрация катионов в растворе (г-ион/л).

На рис. 1 приведены записанные на лепту поляризационные кривые отдельных опытов, которые характеризуют наиболее веро­ ятностное значение диффузионного тока. В табл. 1 представлены рассчитанные методами математической обработки результатов значения тока диффузии ионов Fe3+ в неомагниченных и омагииченных растворах FeCl3, плотности диффузионного тока н коэффи­ циенты диффузии.

Как видно из экспериментальных данных, магнитная обработка полем в 2110 э способствует уменьшению коэффициента диффузии ионов Fe3+, что объясняется уменьшением их подвижности вслед­ ствие увеличения степени гидратации.

Таблица I

Влияние омагничивания раствора FeCIs на диффузию ионов Fe3-*-

чНапря-