Вольтамперные характеристики. 
Исследование кинетических закономерностей анодного синтеза f-металлов с ацетилацетоном

Вольтамперная характеристика — это зависимость силы тока в электролитической ячейке от потенциала, погруженного в анализируемый раствор индикаторного микроэлектрода, на котором реагирует исследуемое электрохимически активное вещество. Для получения такой зависимости использовался метод анодной инверсионной вольтамперометрии. Сущность метода состоит в предварительном накоплении анализируемого вещества на индикаторном (рабочем) электроде электролизом при контролируемом потенциале с его последующим электрохимическим растворением при линейно изменяющемся потенциале.

В раствор ацетонитрила, содержащий соли неодима, тербия и ртути, помещают индикаторный графитовый микроэлектрод, на котором реагируют исследуемые электрохимически активные вещества, вспомогательный графитовый электрод со значительно большей поверхностью, чтобы при прохождении тока его потенциал практически не менялся. В анализируемый раствор вводят в большой концентрации индифферентный электролит (фон), чтобы, во-первых, уменьшить величину сопротивления и, во-вторых, исключить миграционный ток, вызываемый действием электрического поля на электроактивные вещества. Для концентрирования веществ на поверхности электрода использовано электроосаждение РЗЭ в виде амальгамы (на инертной подложке при одновременном соосаждении атомов ртути) с последующей регистрацией токов анодного растворения металлов. Электролитическое накопление вещества из раствора проводится в течение 5 минут при постоянном потенциале, который выбирается таким образом, чтобы требуемая электродная реакция протекала на предельном токе, а количество компонента, накопившегося за определенное время, было прямо пропорционально его исходной концентрации в растворе. Раствор во время электролиза перемешивается, чтобы улучшить эффективность стадии накопления. Никаких измерений в течение стадии накопления не проводится. По окончании стадии предварительного накопления перед стадией электрохимического растворения выделенного вещества перемешивание раствора прекращают для успокоения раствора. Стадию растворения накопленного вещества осуществляют в неперемешиваемом электролите вольтамперометрией с линейной разверткой напряжения. Получаемые при этом вольтамперные кривые имеют пик, положение которого характеризует природу вещества, а его высота пропорциональна концентрации вещества в растворе.

Аналогично проводится опыт для растворов, содержащих, кроме тех же солей металлов, ацетилацетон. Полученные вольтамперограммы приведены на рисунках 2 и 3.

Рисунок 2. — Инверсионная вольтамперограмма для растворов солей РЗЭ в ацетонитриле.

Рисунок 3. — Инверсионная вольтамперограмма для растворов солей РЗЭ, содержащих ацетилацетон На основе анализа сравнительных вольтамперометрических данных для электрохимических систем, содержащих и не содержащих лиганд, обнаружено смещение потенциала полуволны реакции анодной ионизации неодима с -1,5 до -1 В и тербия с -1,02 до -0,502 В.