Electroreduction of Complex Cations on Electrochemically Polished Bi(hkl) Single Crystal Electrodes
Date
2008-05-22T06:53:26Z
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Electroreduction of the cations has been suggested as a “model adiabatic outer-sphere” reaction and, therefore, it would give us the possibility to examine the influence of the electrical double-layer (edl) structure (i.e., dependence of edl and kinetics on the electrode material) on the electrochemical parameters for the electroreduction process at the Bi planes.
The main aim of this work was to investigate the irreversible electroreduction reaction of cations at electrochemically polished single crystal plane electrodes in and weakly acidified (pH ~ 3.3) aqueous solutions. In the 0.01, … ,0.1 M solution the hydrogen evolution reaction starts at higher negative electrode potentials and the limiting diffusion current plateaus at higher rotation velocities and scan rates were not observed.
It was found that the electroreduction of cations is limited mainly by the rate of the diffusion step in the region of the electrode potentials vs. SCE.
Cathodic hydrogen evolution reaction (HER) from the acidic solutions has a noticeable influence on the kinetics of electroreduction reaction of the cations on electrochemically polished Bi planes.
The present work also describes the influence of the crystallographic structure of the Bi single crystal plane electrodes on the charge transfer mechanism and kinetic parameters of electroreduction of the cations. The rotating disc electrode voltammetry, cyclic voltammetry and impedance spectroscopy methods have been used.
Description
Uurimistöö raames uuriti heksaammiinkoobalt(III) kompleksioonide redutseerimise seaduspärasusi elektrokeemiliselt poleeritud , ja monokristalli tahkudel erineva keemilise koostisega ja loomusega foonelektrolüüdi vesilahustes. Probleem on huvipakkuv, kuna arvatakse, et antud süsteemi korral on tegu nn. välissfääri elektroni ülekande adiabaatilise protsessiga. Kus reagent otseselt ei läbi metall-elektrolüüdilahus piirpinnal olevat kompaktset vee molekulide monokihti ehk nn. tihedat kihti. Seega elektroodi keemiline iseloom ei oma otsest mõju elektroni ülekande protsessile.
Elektrokeemilise redutseerimise mehhanismi ja kineetiliste parameetrite määramiseks teostati katsed nii pöörleva ketaselektroodi kui ka impedantsspektroskoopia meetodit kasutades.
Leiti, et redutseerimisprotsessi kiirus sõltub elektroodi potentsiaalist, difuusse kihi paksusest, foonelektrolüüdi keemilisest loomusest ja kontsentratsioonist ning elektroodi pöörlemiskiirusest. redutseerimisreaktsiooni mõjutab oluliselt katoodse vesiniku eraldumise protsess. Katoodse vesiniku eraldumist uuriti keskmise aktiivsusega elektrokeemiliselt poleeritud tahul, impedantsspektroskoopia meetodiga, mis oli kombineeritud pöörlev ketaselektroodi meetodiga. Happe vesilahustest kõrgetel ülepingetel toimuv vesiniku eraldumise protsessi võib iseloomustada järgmiste elementaar staadiumidena: Volmer ja Heyrovsky.