ВЛИЯНИЕ АЦЕТАТ- И ЦИТРАТ-ИОНОВ НА ПРОТЕКАНИЕ ПРОЦЕССА КАТОДНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ Yb(III) НА РТУТНЫХ ЭЛЕКТРОДАХ

Abstract

Актуальность. Иттербий, его сплавы и соединения характеризуются особыми термоэлектрическими, магнитными и оптическими свойствами; иттербийсодержащие материалы находят применение в военной и атомной промышленности. Вследствие высокой химической активности, а также сходства с другими редкоземельными элементами технологии выделения иттербия включают большое количество операций, в их числе осаждение, электролиз, цементация, адсорбция и др. Особенностью иттербия (а также европия и самария) по сравнению с другими редкоземельными элементами является возможность катодного осаждения на ртутном электроде и образования амальгамы при сравнительно невысоких отрицательных потенциалах. В связи с этим исследование закономерностей протекания электродных процессов с участием иттербия является актуальной задачей как с фундаментальной, так и с технологической точки зрения. Цель: определить особенности влияния комплексообразователей (ацетат- и цитрат-ионов) на протекание процесса катодного восстановления Yb(III) на ртутных электродах. Объекты: оксид иттербия, хлорная и уксусная кислоты, растворы солей (NaClO4, LiCl, N(C2H5)4Cl, ацетата и цитрата натрия) и щелочей (NaOH). Методы: полярография постоянного и переменного тока, циклическая вольтамперометрия. Результаты. Уточнена область потенциалов протекания катодного процесса Yb(III)®Yb(II) (1×10–4…1×10–3 М) на ртутных электродах (капающем, стационарном) в некомплексообразующих и комплексообразующих (ацетатном, цитратном) фоновых электролитах в широком интервале рН=2…9. Установлено влияние комплексообразования Yb(III) на соотношение токов восстановления ионов иттербия и водорода и на устойчивость промежуточного продукта Yb(II) катодного процесса в среде раствора. Показан каталитический характер химической реакции окисления Yb(II) ионами водорода в прикатодном слое раствора на протекание процесса Yb(III)®Yb(II) в области потенциалов –1,3…–1,5 В (нас. х.с.э.). Интерпретация результатов электрохимических исследований проведена с использованием расчётных диаграмм Е-рН для систем Yb–H2O–CH3COO– и Yb–H2O–Cit3– в сравнении с системой без комплексообразователя. Показана важность учёта состояния Yb(III) в растворе и условий электролиза при протекании катодного процесса.