hrvatski

Studij utjecaja antimona na anodno ponašanje olova u sulfatnoj kiselini

U ovom radu istraživano je elektrokemijsko ponašanje čistog olova i antimona, te binarnih Pb-Sb legura, s masenim udjelom antimona od 1.3, 2.7 i 3.5%, u otopini sulfatne kiseline c(H_2SO_4) = 0.5 mol dm^-3. Istraživanja su provedena u širokom području potencijala, između potencijala razvijanja vodika i potencijala razvijanja kisika sa svrhom određivanja utjecaja antimona na anodno ponašanje olova. U istraživanju oksido-redukcijskih procesa korištena je metoda cikličke voltametrije (CV), dok su čvrstofazne promjene u anodnom sloju studirane kronoamperometrijom (CA), kronopotenciometrijom (CP) i elektrokemijskom impedancijskom spektroskopijom (EIS). Tijekom anodne oksidacije u otopini sulfatne kiseline olovo se, ovisno o potencijalu oksidacije, prekriva anodnim slojem promjenjivog faznog sastava: - PbSO_4 područje, od -0.52 V do -0.20 V, anodni sloj se sastoji od sloja PbSO_4 koji ima osobine polupropusne membrane - PbO područje, od -0.20 V do 1.20 V, anodni sloj se sastoji od PbSO_4 membrane i unutarnjeg PbO podsloja - PbO_n područje, od 1.20 V do reverzibilnog potencijala PbO_2/PbSO_4 sustava (1.38 V) u 0.5 mol dm^-3 otopini H_2SO_4, anodni sloj se sastoji od PbSO_4 membrane i unutarnjeg PbO_n podsloja - PbO_2 područje, iznad 1.38 V, anodni sloj sastoji se od a-PbO_2 i b-PbO_2. U radu je pokazano da prisustvo antimona u olovu povećava poroznost PbSO_4 membrane već i u području potencijala prije njegove oksidacije u leguri. Veća poroznost PbSO_4 membrane usporava porast pH u njenim porama, što dovodi do sporijeg formiranja oksidnog sloja. Na potencijalima između 1.20 V i 1.38 V antimon u leguri pospješuje čvrstofaznu pretvorbu PbO u PbO_n, tako da pod istim uvjetima na leguri nastaje više PbO_n nego na olovu. Uloga antimona u toj pretvorbi nije samo katalitička, jer u anodnom sloju na leguri nastaje i miješani nestehiometrijski oksid Pb_(1-x)Sb_xO_n, koji povećava vodljivost sloja. To nakon dovoljno duge oksidacije uzrokuje nastajanje a-PbO_2 u porama PbSO_4 membrane i ispod reverzibilnog potencijala PbO_2/PbSO_4 (1.38 V), što na čistom olovu nije utvrđeno. Usljed preferiranja čvrstofazne transformacije PbO_n u a-PbO_2 antimon usporava oksidaciju PbSO_4 u b-PbO_2, a oksidacijom na potencijalima iznad 1.6 V, pokraj obje modifikacije PbO_2, u anodnom sloju na leguri nastaje miješani oksid, Pb_(1-x)Sb_xO_2. Nastajanje relativno vodljivog anodnog sloja, sastavljenog od PbO_n i Pb_(1-x)Sb_xO_n, kao i njegova stabilnost na potencijalima negativnijim od reverzibilnog potencijala sustava PbO_2/PbSO_4, može pozitivno utjecati na kapacitet pozitivne ploče olovno-kiselinskog akumulatora. Tijekom praćnjenja akumulatora Pb_(1-x)Sb_xO_n održava električni kontakt između osnovne rešetke i pozitivne aktivne mase prije nego što nastane nevodljivi zaporni PbO sloj. Isto tako može se očekivati i povoljni utjecaj Pb_(1-x)Sb_xO_2, jer je njegov redukcijski potencijal negativniji od redukcijskog potencijala PbO_2.

olovo; antimon; olovno-kiselinski akumulator; anodni sloj; oksidni film; čvrstofazne reakcije; fazne trasnsformacije; elektrokemijska impedancija

nije evidentirano