Серебрение золочение, палладирование и родирование - Буркат Г.К.
Скачать (прямая ссылка):
68 валентного состояния в другое. Первые работы по электроосаждению рутения были проведены еще в конце прошлого века, но данных по этому вопросу еще очень немного. Большинство рекомендаций по осаждению рутения основано на использовании нитрозосоединений. Разработаны электролиты на основе нитрозосульфатных, нитрозохло-рндных, нитрозофосфатных и некоторых других соединений рутения. Один из таких электролитов содержит: 4 г/л нитрозохлорида рутения, 20 мл/л серной кислоты; работает он при температуре 40е С и плотности тока 2,1 А/дм Из этого электролита получаются покрытия хорошего качества до 5 мкм. Перевод металлического рутения в растворимые в воде соединения осуществляется несколькими способами: оплавлением со смесью гидроокиси и нитрата калия, замораживанием газообразных продуктов хлорирования рутения при низких температурах, воздействием щелочного раствора гипохлорита и раствора персульфата. Рутений растворяется в щелочной среде при завешивании его в качестве анода, при этом образуются соединения различной валентности.
Рутений переводят в растворимое состояние сплавлением его с азотнокислым и едким кали в соотношении 1:8: 2,6. Щелочь предварительно расплавляют в серебряном тигле, после чего в него вводят небольшими порциями смесь рутения с селитрой. Получается .расплав зеленого цвета, который выливают на стальную или кафельную плиту для охлаждения массы, при этом она приобретает оранжевую окраску. В результате растворения этого расплава получается смесь рутенатов. Для получения требуемого соединения рутения используют два способа: 1) окисление рутения с последующей отгонкой окислов в соляную кислоту; 2) образование гидроокиси или нитрозогидро-окисн рутения.
По первому способу к раствору рутенатов по каплям добавляют серную кислоту для нейтрализации свободной щелочи и получения слабокислой реакции, после этого вводят бромат натрия и небольшое количество периодата калия. Перегонку проводят при нагревании в слабом противотоке воздуха. Образующуюся при этом четырех-окись рутения RuO4 в виде бурых паров улавливают в поглотительных сосудах с соляной кислотой. В результате получают ацидо-комплексное соединение рутения Hz(RuOHCIs). Этот способ требует специального оборудования.
По второму способу обработкой едкой щелочью, к сожалению, полного осаждения достигнуть не удается; лучшие результаты получаются при осаждении этиловым спиртом. Рутений полностью выделяется в виде черного осадка гидроокиси. При растворении полученного осадка в разбавленной соляной кислоте образуется комплексное соединение такого же типа, что и в предыдущем случае. Переход этого соединения в нитрозосоединение производится нитрованием. При нагревании до выпаривания соединения H2(RuOHCIs) с азотной кислотой образуется нитрозонитрат RuNO(NO3)3 При добавлении к этому соединению концентрированной соляной кислоты и выпаривании при температуре 120 °С получается нитрозотрихлорид RuNOCI3-H2O. Сернокислый электролит готовят добавлением концентрированной серной кислоты к раствору H2(RuOHC^ и выпариванием до появления белых паров SOt. Полученный осадок растворяют в дистиллированной воде
Электролиз с этими растворами проводят при температуре 50— 70 °С с нерастворимым платиновым анодом. Исследования катодной поляризации показали, что рутений выделяется с большим персна-
69 пряжением, характерным для платиновых металлов. Увеличение содержания серной кислоты значительно улучшает внешний вид покрытий, они получаются светлыми и полублестящими. Электролиты ру-тепнровання агрессивны и в них происходит подтравливание основы из неблагородных металлов, которую рекомендуется защищать подслоем серебра или золота. Для того чтобы не было нарушения валентного состава электролита, анодную плотность тока не рекомендуется увеличивать выше 0,3 А дм3. Еше более эффективным для увеличения стабильности электролита является разделение катодного и анодного пространства, для чего используют керамическую диафрагму; анолит — 20 %-ный раствор сульфата калия. Применение диафрагмы стабилизирует работу электролита и повышает выход по току. В результате исследований предложены следующие составы электролитов (табл. 30).
Таблица 30. Электролиты рутсниро-вания
Компоненты (г/л) электролита п режим электролиза Hнтрозо-хлорнд-IIUU элек-ролнт Сернокислый электролит
Рутений (в пересче- 4 С
те на металл)
Серная кислота 5-7 150— 180
Плотность тока. I 1.5 2—2.5
Л/дм"
1 ечпература. ° С С5 — 70 60—05
Введение в нитрозохлоридный электролит 0,5 г/л тиомочевины позволяет получать блестящие покрытия. Преимуществом сернокислого электролита является его более простая и доступная методика приготовления. Полученные в этих электролитах рутениевые покрытия легко полируются и долго сохраняют отражательную способность.
Существует еще хлористый раствор рутенирования, способ приготовления которого значительно проще описанных выше, хотя и значительно продолжительнее: это растворение рутения переменным током в соляной кислоте. Для этого рутениевый порошок насыпают на дио сосуда, подводят к нему ток с помощью платиновой проволоки, предварительно изолировав ее от контакта с электролитом, и тогда в соляной кислоте (36,5 г/л) при плотности переменного тока 50 А/дм" и комнатной температуре за 25 ч можно получить раствор, содержащий 8 г/л рутения. Электролит на основе этого раствора имеет следующий состав: 2.0—3,5 г л рутения (в пересчете . а металл) и 7—9 г/л соляной кислоты.
