Влияние сульфид-ионов на кинетику и механизм растворения золота в тиокарбамидных растворах

РЕФЕРАТ

на тему

«ВЛИЯНИЕ СУЛЬФИД-ИОНОВ НА КИНЕТИКУ И МЕХАНИЗМ РАСТВОРЕНИЯ ЗОЛОТА В ТИОКАРБАМИДНЫХ РАСТВОРАХ»

ВВЕДЕНИЕ

Известно, что в отсутствие на поверхности каталитически активных частиц золото растворяется в тиокарбамидных растворах с очень малой скоростью [1-3]. Кинетика и механизм процесса в этих условиях были изучены в работе [1] с использованием техники обновления поверхности металла непосредственно в растворе, что обеспечивало чистоту межфазной границы от примесей, способных оказать каталитическое влияние на процесс. Было показано, что в этих условиях эффективные значения коэффициента переноса и порядка реакции по тиокарбамиду имеют экстремально низкие значения а =* 0.1 и Р_а = 0.2, а величина тока обмена равна примерно /₀ ~ Ю~⁵ А/см² . В работах [1, 2] в качестве каталитически активной примеси предполагались сульфид-ионы, всегда присутствующие в малой концентрации в растворах тиокарбамида вследствие разложения последнего [4—6]. В работах [2, 7] было показано, что сульфид-ионы действительно оказывают сильное каталитическое воздействие на этот процесс.

Техника обновления поверхности металла непосредственно в растворе позволяет изучать электрохимические процессы не только в условияхчистоты межфазной границы от адсорбирующихся примесей, но и при контролируемой величине j степени покрытия ими поверхности электрода в (см., например, [8]). В настоящей работе поставлена цель изучить влияние сульфид-ионов на кинетику и механизм процесса растворения золота j при θ = const и сопоставить эти результаты с данными, полученными ранее в отсутствие катализа тора.С использованием автоматизированной установки для обновления поверхности электрода непосредственно в растворе срезом тонкого поверхностного слоя металла получены хроноамперограммы золота при разных потенциалах в растворах, содержащих 0.1 М тиокарбамида, 0.5 М H₂ SO₄ и каталитически активные сульфид-ионы в концентрации Cj от 10~⁵ до 4 х 10 М. Показано, что при условии c t = const( t - время, прошедшее после обновления поверхности электрода) результаты измерений тока практически совпадают, что свидетельствует о диффузионной природе процессов, лимитирующих скорость накопления сульфид-ионов на поверхности золота. Это позволило использовать разработанную ранее методику расчета поляризационных кривых при постоянных значениях степени покрытия поверхности 6 каталитически активными ионами. Показано, что при 0 = constвольтамперные зависимости растворения золота в сульфидсодержащих тиокарбамидных растворах соответствуют уравнению Тафеля. С ростом величины 0 эффективные значения тока обмена /₀ , коэффициента переноса а и порядка анодной реакции по концентрации лиганда Р_а возрастают от значений / = 10~⁵ А/см² , а = 0.12 и Р_а = 0.2, характерных для чистых растворов, до 2 х Ю"⁴ А/см² , а - 0.5 и 1.1 соответственно при в = 0.5. Дана интерпретация установленных закономерностей.

Ключевые слова: кинетика, диффузия, ток, каталитически активные ионы, сульфид, тиоакрбамид, золото.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования кинетики процесса проводили с использованием описанного в [9] автоматизированного устройства, позволяющего обновлять поверхность электрода непосредственно в растворе срезом тонкого (3-5 мкм) поверхностного слоя металла. Видимая поверхность электрода составляла 5 х 10~³ см² . Время, необходимое проведения операции среза с использование» этого устройства, составляло около 02 с. Измерения, которые начинались не позднее, чем через 0.5 с после окончания операции среза, далее называются выполненными на свежеобновленном электроде. В противном случае время At , прошел шее после окончания операции среза и до начала измерений, оговаривается. Управление устройством обновления электрода и проведение измерений осуществлялось программно-управляемым измерительным комплексом, описанным в [10] позволяет проводить любые измерения i, E, t-зависимостей в интервале силы тока от ^: до 4 мА и скорости изменения потенциала от 0.001 до 10 В/с со строго задаваемой за-"t начала измерений после обновления поверхности. Потенциал измеряли относительно дельного электрода и затем пересчитывали пу нормального водородного электрода, в которой он приведен в статье.

Растворы готовили из тиокарбамида (далее для краткости он обозначается символом Т) квалификации "ос.ч.", серной кислоты "х.ч." и комплексного тиокарбамида однозарядного золота, полученного, согласно [11], осаждением малорастворимой соли АиТ₂ С1О₄ . Последний компонент вводили в раствор в количестве 10 ^-4 М для стабилизации равновесного потенциала. Содержание других компонентов, как правило, составляло 0,1 М тиокарбамида и 0.5 М H₂ SO₄ .

Тиокарбамид образует прочный комплекс с ионами однозарядного золота состава АиТ⁺ ₂ линейной структуры. Его константа устойчивости мо-жет быть рассчитана по данным работы [11] и составляет примерно 10²² . Стандартный потенциалАиТ₂ + е <=> Аи + 2Т, согласно [11, 12], составляет 0.38 В. Таким образом