Розділ 2 Методична частина

2.1. Методика експерименту

Вольтамперометричні дослідження по відновленню ацетонітрилу проводили у водних розчинах. В якості робочих електродів використали: масиви нікелевих гострійних структур з додатково осадженим Бісмутом та пластинку із гладкого нікелю. Дослідження проводили за допомогою установки, принципова схема якої подана на рис. 2.1.1.

Рис. 2.1.1. Принципова схема вольтамперометричної установки:

програматор ПР-8; 2. потенціостат ПИ-50-1.1; 3. самописець;

робочий електрод; 5. електрод порівняння;6 допоміжний електрод.

Електролітична ячейка містила три електроди. Робочий електрод (3) слугував катодом, який знаходиться в ячейці у горизонтальному положенні. Потенціал робочого електроду визначали по відношенню до потенціалу хлор-срібного електроду (1), через який струм не проходив і потенціал його залишався завжди сталим. Для більш точнішого вимірювання потенціалу робочого електроду і зменшення опору розчину, користувались капіляром Лугіна (4), який безпосередньо підводили до поверхні робочого електроду. Допоміжним електродом (2) була платинова пластинка, покрита платиновою чорнотою з видимою поверхнею 7см²( рис.2.1. 2.).

Рис.2.1.2. Схема електродної системи для проведення вольтамперометричних досліджень: 1-електрод порівняння; 2-допоміжний електрод; 3-робочий електрод; 4-капіляр Лугіна; 5-електролітична ячейка; 6-столик з притискним пристроєм; 7-клеми для приєднання електродів.

Платинування проводилось з метою збільшення поверхні допоміжного електроду. Це давало змогу при накладанні струму поляризувати лише робочий електрод, площа якого була в багато разів меншою по відношенню до допоміжного. Допоміжний електрод в ячейці знаходився у вертикальному положенні; всі досліди виконувались при відсутності примусового перемішування розчину при Т=293±3К.

Дослідження проводили за допомогою потенціостату ПИ-50-1.1. Вольтамперометричні криві реєстрували за допомогою комп’ютерної програми Siance Plotter. Для кращої відтворюваності результатів, вольтамперометричні криві, в одних і тих же умовах, одні і тіж криві, знімалися нами не менше трьох разів. Потенціал катоду змінювався за лінійним законом; розгортка потенціалу складала від 0 до -2,0В, швидкість накладання потенціалу була у межах 1·10^-2 – 1·10^-1В/с. Потенціал задавався програматором марки ПР-8.

Рівноважний потенціал визначали за допомогою цифрового вольтметра, вмонтованого у потенціостат і записували дані лише тоді, коли встановлювалось стійке його значення.

Відновлення ацетонітрилу проводили у водних розчинах у межах концентрацій від 0,5 до 1,5 моль/дм³. В якості вихідного розчину ацетонітрилу слугував розчин 1 моль/дм³, який готували шляхом взяття об’єму розчину ацетонітрилу кваліфікації “о.с.ч.”. Менші концентрації ацетонітрилу готували методом розбавлення вихідного розчину. Всі розчини ацетонітрилу готували на фоновому розчині літій перхлорату LiCIO₄, концентрація якого була 0,5 моль/дм³.

Значний вплив на інтенсивність відновлення ацетонітрилу має рН розчину, тому нами були проведені дослідження впливу рН на процес відновлення ацетонітрилу. Для цього готували розчини в межах рН від 1 до 3. Досліджувані значення рН розчинів готували шляхом додавання розчину сульфатної кислоти та контролювали pH-метром pH-150.

Розрахунок коефіцієнта дифузії та константи швидкості для 0,75 моль/дм³ розчину ацетонітрилу на фоні 0,5 моль/дм³ LiClO₄ проводили за наступними рівняннями.

(2.1)