КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ В СИСТЕМЕ ЦИНК (II)-ХРОМ (III) -КОБАЛЬТ (II)-ГЛИЦИН-ВОДА
Аннотация
Исследование процессов комплексообразования является научной основой при разработке электролитов в гальванотехнике. В работе получены данные по комплексообразованиюв системе цинк (II)–хром (III)–кобальт (II)– глицин–вода. Исследование комплексообразования в системе цинк(II)-хром(III)-кобальт(II)-глицин-вода актуально в связи с возможностью разработки процессов электролитического цинкования и получения соответствующих покрытий с высокими показателями коррозионной стойкости. Кроме того, легирование цинковых гальванических покрытий хромом, кобальтом позволяет заменить применение токсичных кадмиевых покрытий и использовать меньшие их толщины. Растворы термостатировали при 25 °С. Для измерения рН применяли прибор HI 2215 pH/ORPMeter. Время спин-решеточной релаксации Т1 измеряли на импульсном ЯМР- спектрометре «Minispecmq 20» с частотой 19,75 МГц. Константы образования комплексов и их доли накопления рассчитывались по программе CPESSP. В работе приведены данные проведенных ранее исследований систем хром(III)–вода, цинк(II)–глицин–вода, хром(III)–глицин–водаи цинк(II)–хром(III)–глицин–вода. Получены данные по комплексообразованию в системе хром (III) - кобальт (II)-глицин-вода. Установлено образование гетероядерного комплекса CrСоGly83-. Установлены составы гетероядерных соединений, доли их накопления и константы образования:CrCoZn(HGly)5Gly34+ (lgK= 2,31±0,01); CrCoZn(HGly)3Gly52+ (lgK= -1,36±0,05) и CrCoZn(HGly)2Gly6+ (lgK=-4,23±0,09).Максимальная доля накопления гетероядерных комплексов, как показали исследования, наблюдается в области рН 2...6. В работе высказаны соображения об электрохимической реакционной способности гетероядерных соединений. В частности, отмечено, что электрохимическое восстановление более электроотрицательных металлов, в случае их нахождения в гетероядерном комплексе, должно происходить с меньшим перенапряжением реакции.
Для цитирования:
Березин Н.Б., Чевела В.В., Межевич Ж.В., Иванова В.Ю. Комплексообразование в системе цинк (II)-хром (III) -кобальт (II)-глицин-вода. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 6. С. 31-36. DOI: 10.6060/ivkkt.20236606.6789.
Литература
Garcia J.R., Baptista do Lago D.L., Ferreira de Senna. Electrodeposition of Cobalt Rich Zn-Co alloy Coatings from Citrate Bath. Materials Res. 2014. N 17(4). P. 947-957. DOI: 10.1590/S1516-14392014005000096.
Lodhi Z.F., Mol J.M.C, Hovestad A., Terryn H., De Wit. Electrodeposition of Zn-Co and Zn-Co-Fe alloys from acid chloride electrolytes. Surf. Coat. Technol. 2007. N 202 (1). P. 84-90. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2007.04.070.
Karahan I.H., Çetinkara H.A. Study of effect of boric acid on Zn-Co alloy electrodeposition from acid baths and on composition, morphology and structure of deposit. Transactions of the Institute of Metal Finishing. Internat. J. Surf. Eng. Coat. 2011. N 89(2). P. 99-103. DOI: 10.1179/174591911X12968393517774.
Ortiz-Aparicio J.L., Meas Y., Trejo G., Ortega R., Chapman T.W., Chaînet E., Ozil P. Electrodeposition of zinc–cobalt alloy from a complexing alkaline glycinate bath. Electrochim. Acta. 2007. N 52(14). Р. 4742-4751. DOI: 10.1016/j.electacta.2007.01.010.
Gharahcheshmeh M.H., Sohi M.H. Pulse electrodeposition of Zn–Co alloy coatings obtained from an alkaline bath. Mater. Chem. Phys. 2012. N 134(s2–3). P. 1146–1152. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2012.04.007.
Chakarovaa V., Boiadjieva-Scherzerb Tz., Kovachevac D., Kronbergerd H., Moneva M. Corrosionbehaviour of electrodeposited Zn-Cr alloy coatings. Corros. Sci. 2018. V. 140. 1. P. 73-78. DOI: 10.1016/j.corsci.2018.06.019.
Watson A., Su Y.J., El-Sharif M. R., Chisholm C.U. The Electrodeposition of Zinc Chromium Alloys and the For-mation of Conversion Coatings without use of Chromate Solutions. Transact. IMF. 1993. V. 71. N 1. P. 15-20. DOI: 10.1080/00202967.1993.11870976.
Tahraoui L., Diafi M., Fadel A. The influence of Chromium concentration on the corrosion resistance of theelectrode-posited Zn–Co–Cr alloys. Digest J. Nanomater. Biostruct. 2021. V. 16. N 2. P. 555 – 561. DOI: 10.15251/DJNB.2021.162.555.
Chentsova E.V., Pochkina S.Yu., Solovyova N.D. Influence of aminoacetic acid on the electrodeposition of zinc-nickel-cobalt alloy. Galvanotekhnika Obrab. Poverkhn. 2020. V. 28. N 1. P. 42-49 (in Russian). DOI: 10.47188/0869-5326_2020_28_1_42.
Rempel A.A., Gelchinsky B.R. High-entropy alloys: preparation, properties, practical application. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Chern. Metllurgiya. 2020. V. 63. N 3-4. P. 248 – 253. DOI: 10.17073/0368-0797-2020-3-4-248-253.
Berezin N.B., Сhevela V.V., Mezhevich Zh.V., Ivanova V.Yu. Complexation in the system zinc (II)-chrome (III)-nickel(II)-glycine-water. ChemChemTech [Izv.Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 11. P. 44-49. DOI: 10.6060/ivkkt.20216411.6401.
Popel A.A. Magnetic relaxation method of analysis of inorganic substances.М.: Khimiya. 1978. 224 p. (in Russian).
Vashman I.A., Pronin I.S. Nuclear magnetic relaxation and its application in chemical physics. М.: Nauka. 1979. 224 р. (in Russian).
Salnikov Yu.I., Glebov A.N., Devyatov F.V. Polynuclear complexes in solutions. Kazan: Izd-vo Kazan. Un-ta. 1989. 288 p. (in Russian).
Berezin N.B., Mezhevich Zh.V. Electrochemically alloyed zinc coatings using direct and pulsed current. Vest. Tekhnol. Univ. 2020. V. 23. N 9. P. 24-27 (in Russian).
Berezin N.B., Mezhevich Zh.V. Electrochemical Doping of Zinc Coatings with Chromium and Nickel Coatings with Phosphorus. Surf. Eng. Appl. Electrochem. 2018. V. 54. N 3. P. 247–254. DOI: 10.3103/S106837551803002X.
Berezin N.B., Berezina T.N., Mezhevich Zh.V. Charge carriers in electrolytes based on chromium (III) compounds. The system chrome (III) - water. Vest. Tekhnol. Univ. 2012. V. 15. N 19. P. 53-55 (in Russian).
Berezin N.B., Berezina T.N., Mezhevich Zh.V., Chevela V.V. Charge carriers in electrolytes for obtaining zinc coatings. The zinc (II) - glycine–water system. Vest. Tekhnol. Univ. 2013. V. 16. N 5. P. 267-268 (in Russian).
Berezin N.B., Berezina T.N., Sharifullina A.U., Chevela V.V. Charge carriers in electrolytes based on chromium (III) compounds. The chromium(III)–glycine–water system. Vest. Tekhnol. Univ. 2012. V. 16. N 19. P. 59-61 (in Russian).
Berezin N.B., Berezina T.N., MezhevichZh.V., Chevela V.V. Charge carriers in electrolytes for obtaining zinc coatings alloyed with chromium. Thezinc(II)–chromium(III)–glycine–watersystem. Vest. Tekhnol. Univ. 2013. V. 16. N 5. P. 262-264 (in Russian).
Akhmetov N.S. General and inorganic chemistry. М.: Vussh. shk. 1988. 640 p. (in Russian).
Harkats Yu.M. On the energy of reorganization of the polar medium in intra-atmospheric processes with complex charge redistribution. Elektrokhimiya. 1979. V. 15. N 3. P. 409 - 412 (in Russian).
Kuznetsov A.M., Ulstrup E. Adiabatic and non-adiabatic electronic transitions in bridge electrochemical tunnel contacts. Elektrokhimiya. 1995. V. 31. N 3. P. 244 - 249 (in Russian).
Kostromina N.A., Kumok V.N., Skorik N.A. Chemistry of coordination compounds. М.: Vussh. shk. 1990. 432 p. (in Russian).
Fenton H., Tidmarsh I.S., Ward M.D. Homonuclear-andheteronuclear complexes of a fourarmed octadentate ligand: synthetic control based on matching ligand denticity with metal ion coordination preferences. Dalton Trans. 2009. V. 21. Р. 4199-4207. DOI: 10.1039/B901891C.
Berezin N.B., Sagdeev K.A., Gudin N.V., Roev V.G., Mezhevich Zh.V. Electrochemical reduction of zinc com-plexes from glycinate solutions. Elektrokhimiya. 2005. V. 41. N 2. P. 228-231 (in Russian). DOI: 10.1007/s11175-005-0034-y.
