Методы концентрирования и разделения микроэлементов. Сальникова Е.В - 114 стр.

практически не цементируется на цинке при комнатной температуре, так как
мала скорость процесса. Существенное влияние может оказывать связывание
металлических ионов в прочные комплексы. Например, In3+ (нормальный
потенциал ϕ In0 / In = −0,34 В ) не цементируется на цинке при высокой
                3+


концентрации ионов SO42-, что обусловлено связыванием ионов In3+ в комплекс
[In(SO4)2]-. Это приводит к сдвигу потенциала индия в отрицательную сторону
и малой скорости процесса, которая зависит от разности потенциалов
цементируемого и цементирующего металлов.

      4.3 Механизм и кинетика цементации

      При погружении металла-цементатора в раствор, содержащий ионы
вытесняемого металла, начинается электрохимическое взаимодействие, в
результате которого образуются участки поверхности, покрытые вытесняемым
металлом – катодные участки. Одновременно возникают анодные участки, где
протекает обратный процесс – ионизация атомов вытесняющего металла.
      Атомы на поверхности металла энергетически неравноценны. Различия в
уровнях энергии могут быть связаны с присутствием посторонних атомов в
твердом растворе, периодическими флуктуациями, обусловленными тепловыми
колебаниями атомов, дефектами в кристаллической решётке. Катодные
участки, очевидно, будут преимущественно возникать в местах (точках)
поверхности с более высоким электродным потенциалом. Поскольку катодные
и анодные участки соединены, электроны от анодных участков перетекают к
катодным, где происходит разряд ионов вытесняемого металла.
      Внешней цепью такого короткозамкнутого элемента служит электролит,
омическое сопротивление которого зависит от концентрации ионов в растворе.
      После образования катодных участков осаждение металла продолжается
преимущественно на этих участках, и в течение осаждения основной массы
металла анодные и катодные участки разграничены [42, 43]. Осаждение
металла на уже образовавшихся катодных участках энергетически выгодней,
так как не требует затраты энергии на образование зародышей новой фазы.
      Цементация состоит из последовательных стадий:
      1) доставки ионов к катодной поверхности (и отвода ионов от анодной
поверхности) через диффузионный и двойной слой;
      2) электрохимического превращения (т.е. разряда ионов на катодных
участках, ионизации – на анодных участках).
      Электрохимическое превращение в свою очередь протекает через
промежуточные стадии. Так, катодный процесс включает: дегидратацию иона
и сорбцию его на поверхности; разряд иона с образованием атома металла;
образование зародыша кристаллизации и его пристройку к кристаллической
решетке цементируемого металла.
      Стадии анодного процесса: ионизация атома с образованием иона
металла, сорбированного на поверхности; гидратация сорбированного иона и
его десорбция; транспорт иона от поверхности в объём раствора.

114