Особенности соосаждения железа (III) с молибденом из цитратных электролитов

Abstract

В работе с учетом обменных реакций определены соотношения ионных форм Fe(III) и цитрата в электролитах с различным показателем рН. Показано, что взаимодействие гидролизованных форм железа(III) с цитрат-анионами разной степени протонирования происходит с образованием комплексных частиц варьированного состава. Соотношение концентраций комплексообразователя и лиганда влияет на спектр ионных форм в растворе и рН электролита. Методом линейной вольтамперометрии исследованы кинетические закономерности катодного восстановления железа из цитратных электролитов и его соосаждения с молибденом в сплав Fe-Mo. Установлено, что в присутствии цитрат-ионов катодный процесс протекает с участием комплексов [FeHCit]⁺ и [FeHCitMoO₄]⁻. Определена критическая концентрация молибдата в растворе, превышение которой приводит к торможению катодного процесса вследствие образования димеров HMo₂O₇⁻. Установлено, что оптимальное соотношение концентраций компонентов в электролите составляет Fe³⁺ : Cit³⁻ : MoO₄²⁻ = 1 : 1,5 : 0,3. На основании анализа кинетических параметров и характеристических критериев электрохимических реакций предложен механизм соосаждения молибдена с железом в сплав, который интерпретируется как необратимый с замедленной стадией разряда и последующей химической реакцией высвобождения лиганда из комплекса.

The ratio of ionic forms both Fe(III) and Cit³⁻ which is a consequence of exchange reactions in citrate solutions of different pH is established in the paper. It is shown that the reaction of the hydrolyzed iron(III) with citrate ions of varying protonation degrees involves the formation of complex particles of varied composition. The concentration ratio of complexing ion and ligand affects spectrum both the ionic forms in solution and the electrolyte pH. Kinetic regularities of iron(III) cathodic reduction from citrate electrolytes as well as its co-precipitation with the molybdenum in the Fe-Mo alloy is studied using linear voltammetry. It was established that in presence of citrate ions complexes [FeHCit]⁺ and [FeHCitMoO₄]⁻ take part in the cathodic process. It was determined the critical concentration of the molybdate in solution, the excess of which leads to inhibition of the cathodic process due to the formation of dimers HMo₂O₇⁻. It is found that the optimum ratio of component concentrations in the electrolyte is Fe³⁺ : Cit³⁻ : MoO₄²⁻ = 1 : 1,5 : 0,3. The mechanism of molybdenum co-deposition with iron in the alloy based on the analysis of the kinetic parameters and characteristic criteria of electrochemical reactions is proposed. It is interpreted as an irreversible discharge stage with the subsequent chemical reaction of the ligand removing from the complex.