Электрохимическое поведение гадолиния (III) в растворах галогенидов

Электрохимическое поведение гадолиния (III) …
ХИМИЯ
2004 №9

137

УДК 543.552:546.662

А.В.Трубачев, М.А.Шумилова

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ГАДОЛИНИЯ (III)
В РАСТВОРАХ ГАЛОГЕНИДОВ

Изучено вольтамперометрическое поведение гадолиния (III) в растворах фторида натрия. Установлено, что Gd(III) на фоне 0,5 М NaF образует 2 волны, потенциалы и
предельные токи которых изменяются в зависимости от рН среды, при этом первая
волна формируется в области фонового сигнала. Показано, что электровосстановление
Gd(III) протекает необратимо во всем изученном диапазоне концентраций фторида и
рН. Найдены значения равновесных потенциалов и токов обмена Gd(III), а также стандартные константы скорости электронного переноса и свободные энергии активации
электродного процесса. Показана возможность применения фторидных электролитов
для вольтамперометрического определения малых количеств Gd(III).

Ключевые слова: гадолиний, фторид натрия, вольтамперометрия.

Изучению электрохимического поведения ионов редкоземельных элементов посвящен ряд работ [1-4]. Согласно строению электронных оболочек
РЗЭ при электрохимическом восстановлении возможно осуществление как
одноэлектронных переходов, так и переходов с участием трех электронов,
причем процесс осложнен предшествующей диссоциацией аквакомплексов
металлов [1]. Так, при исследовании вольтамперометрического поведения
неодима (III) на галогенсодержащих фонах авторы [3] наблюдали два катодных максимума, первый из которых регистрировался при добавлении хлористоводородной кислоты к раствору фона (1М LiCl). Высота пика возрастает с
увеличением концентрации кислоты в растворе. Второй пик в более отрицательной  области потенциалов обусловлен, по мнению авторов, присутствием
в растворе неодима (III), поскольку его высота зависит от концентрации неодима (III) и рН раствора. Природу второго пика авторы объясняют разрядом
ионов водорода из аквакомплекса 
(
)
[
] +
3
x
2O
H
Nd
 или гидроксокомплекса

(
)
(
)
[
] +
−
3
n
n
x
2
OH
O
H
Nd
, в котором часть молекул воды подвергается ионизации

полем неодима (III) с образованием гидроксоаквакомплекса

(
)
[
]
(
) (
)
3
x
2
3
2
3
x
2
O
H
OH
Nd
H
2
3
e
3
O
H
Nd
−
+
+
→
+
.

Данная работа является продолжением изучения вольтамперометрического поведения ионов редкоземельных элементов иттриевой подгруппы [5].
Цель работы заключается в нахождении оптимальных условий формирования
четких аналитических сигналов ионов гадолиния (III) и в расширении номенклатуры фоновых электролитов для определения его малых количеств.