STUDY OF ACID-BASE PROPERTIES OF PHOSPHORUS-CONTAINING TUNGSTEN MELTS UNDER EQUILIBRIUM CONDITIONS
Abstract
The ionic composition of tungstate melts determines both the nature of electrode processes and equilibria, as well as the composition of cathode products. The activity of oxygen ions in the tungstate melt was studied by measuring the EMF of electrochemical cells with oxygen electrodes. A diaphragm-type platinum-oxygen electrode was used as a reference electrode. The indicator platinum electrode was immersed in the investigated melt. Potentiometric studies proved that P2O5, NaPO3, Na4P2O7 compounds are acceptors of oxygen ions, and Na3PO4 is a donor. The character of experimental dependences of the platinum-oxygen electrode on the concentration of oxygen-containing phosphorus compounds can be justified using the theory of conjugated acids-bases. Studies have shown that, when P2O5, NaPO3, Na4P2O7 are added to the tungstate melt, W2O7 2- anions are formed which is confirmed by structural methods of study of frozen melts. The agreement of the experimental and calculated dependences confirms the correctness of the proposed models of the ionic composition of melts. The possibility to control the acid-base properties of these melts is important from the point of view of tungsten electrodeposition and high-temperature electrochemical synthesis of tungsten carbides, borides, and silicides. Information on the structure of tungstate melts with oxygen-containing compounds of phosphorus makes it possible, depending on the conditions of electrolysis, to obtain purposefully tungsten deposits in the form of powders or coatings.
References
2. Brown T., Pitfield P. Chapter 16: Tungsten. In: Critical Metals Handbook. Willey Online Library, 2014. P. 385-413. ISBN 978-0-470-67171-9.
3. Червоний І.Ф., Верховлюк А.М., Пітак І.В., Іващенко О.В. Металургія рідкісних металів : монографія. Düsseldorf: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co.KG., 2020. 156 с. ISBN 978-620-3-19882-9.
4. Martin P.M. Handbook of Deposition Technologies for Films and Coatings. Science, Applications, and Technology. William Andrew, 2000. 936 p. ISBN 978-0-8155-2031-3.
5. Sadoway D.R. The electrochemical processing of refractory metals. JOM, 1991. V. 43. P. 15-19. https://doi.org/10.1007/BF03220614.
6. Zoski S.G. Handbook of electrochemistry. Elsevier Science, 2006. 934 p. ISBN 978-0-444-51958-0.
7. Evans J.W. Metal production: electrometallurgy. In: Encyclopedia of Materials: Science and Technology. K.H.J. Buschow et al., Eds. Elsevier, 2003. P. 1-12. https://doi.org/10.1016/B0-08-043152-6/01888-X.
8. Малишев В.В. Високотемпературна електрохімія та електроосадження металів IV-VIA груп і їх сполук в іонних розплавах : монографія. Київ : Університет “Україна”, 2004. 326 с. ISBN: 966-7979-52-0.
9. Малишев В.В., Габ А.І., Урсуляк Л.В. та ін. Електроосадження різних типів структур катодних осадів при отриманні вольфраму з іонних розплавів Металургія. Запоріжжя : ЗДІА, 2010. Вип. 21. С. 49-65.
10. Малишев В.В. Електроосадження різних типів катодних осадів вольфраму з іонних розплавів. Фізико-хімічна механіка матеріалів, 2011. Т. 47, № 3. С. 68-76.
11. Onischenko V.A., Soloviev V.V., Chernenko L.A. et al. Acidic-basic interactions in tungstate melts based on tungsten electroplating out of them Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 2014. V. 45, No. 11. P. 1030-1038.
12. Malyshev V.V., Soloviev V.V., Chernenko L.A., Rozhko V.N. Management of composition cathodic products in the electrolysis of molybdenum-, tungsten- and carbon-bearing halogenide-ohide and oxide melts. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 2015. V. 46. No. 1. P. 5-9.
13. Cherginets V.L. Oxo-acidity in ionic melts. Russian Chemical Reviews, 1997. V. 66, No. 7. P. 597-612.
14. Cherginets V.L. Oxoacidity: Reactions of Oxo-compounds in Ionic Solvents. Elsevier Science, 2005. 352 p.
15. Габ А.І. Вивчення кислотно-основних властивостей боровмісних вольфраматних розплавів за рівноважних умов / А.І. Габ, В.В. Малишев, Д.Б. Шахнін, Т.М. Нестеренко, Р.М. Воляр, П.Є. Зенковський. Металургія, 2023. Вип. 1. С. 29-37.
16. M.W. Chase Jr., Ed. NIST-JANAF Thermochemical Tables. Anal. Chem, 1999. Vol. 71, Iss. 5. Art. 218A
17. Razjnevic K. Handbook of Thermodynamic Tables. Second and Revised Edition. Begell House, Inc., New York, 1995. 247 p.
18. Воловик Л.С., Ковалевська Є.І., Манк В.В. та ін. Фізична хімія. Київ: Фірма «ІНКОС», 2007. 496 с.
19. Волков А.І., Жарський І.М.Довідник з фізичної хімії. Таблиці термічних констант речовин. Київ : Академія, 2016. 400 с.
ISSN 
