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IETLS

Notas Monografia

EJERCICIOS DE CONSOLIDACIÓN DE CONOCIMIENTOS PREVIOS

Electrochemical Behavior of Electrodeposited Prussian Blue Films on ITO Electrodes

QUESTÃO 1)

QUESTÃO 2 --> FALTA O POTENCIAL PADRÃO...

10 (Å) ångström -> 10^(-10) m

NA -> 6,022 140 76 x 10²³ mol−1

octave:265> 1.22*((10^-10)^3)*6.022e23/4
ans = 1.8367e-07
octave:266> 2.56*((10^-10)^3)*6.022e23/4
ans = 3.8541e-07
octave:267> 3.83*((10^-10)^3)*6.022e23/4
ans = 5.7661e-07
octave:268> 5.233*((10^-10)^3)*6.022e23/4
ans = 7.8783e-07
octave:269> 6.79*((10^-10)^3)*6.022e23/4
ans = 1.0222e-06
octave:270> 7.95*((10^-10)^3)*6.022e23/4
ans = 1.1969e-06

A espessura dos filmse:

td Qc espessura (l) = (Q/A) * ( (lo^3) NA ) / 4
30s 1.22 1.8367e-07
60s 2.56 3.8541e-07
90s 3.83 5.7661e-07
120s 5.23 7.8783e-07
150s 6.79 1.0222e-06
180s 7.95 1.1969e-06

Para saber se o processo é reversível, é necessário calcular o Qc/Qa, se este valor for 1, então ele o processo é reversível

td Qc Qa Qc/Qa icp iap icp/iap Reversível ??
30s 1.22 1.17 1.0427 -0.2 0.19 1.0526 Sim
60s 2.56 2.43 1.0535 -0.34 0.33 1.0303 Sim
90s 3.83 3.8 1.0079 -0.48 0.46 1.0435 Sim
120s 5.23 5.21 1.0038 -0.64 0.61 1.0492 Sim
150s 6.79 6.69 1.0149 -0.78 0.75 1.0400 Sim
180s 7.95 7.79 1.0205 -0.89 0.86 1.0349 Sim

Potencial Padrão

octave:320> Ecp = [ 0.196 0.188 0.178 0.171 0.17 0.161];
octave:321> Eap = [ 0.227 0.232 0.241 0.248 0.249 0.258];
octave:322> Eo = (Ecp .+ Eap)./2

td Ecp Eap Eo = (Ecp + Eap)/2
30s 0.196 0.227 0.21150
60s 0.188 0.232 0.21000
90s 0.178 0.241 0.20950
120s 0.171 0.248 0.20950
150s 0.17 0.249 0.20950
180s 0.161 0.258 0.20950

QUESTÃO 3

Eletroquímica Leis de Faraday

Segunda lei de Faraday

No processo eletrolítico, a massa de uma substância produzida é diretamente proporcional ao equivalente-grama (E) dessa substância.

Essa relação é representada pela fórmula:
m = K . E

Dessa forma, se associarmos a primeira com a segunda lei de Faraday, teremos:

m = K . i . t . E
ou m = (i . t. E)/F

Exemplo:

Uma solução aquosa de NiSO4 é eletrolisada durante 10 minutos por uma corrente elétrica de 9,65 A (ampères), qual a massa de níquel depositada?

Substituindo os valores da fórmula temos:

m = (9,65 A . 600 s . 29,35 g)/ 95600
m = 1,761 g

Equivalente-Grama

b5) Oxidante ou redutor: k é o número total de elétrons cedidos ou recebidos (∆ total).
Eoxidante ou redutor = massa molar/∆.atomicidade.

Cálculo de equivalente

RESOLUÇÃO

a)

Azul da prússia/Massa molar: 859,23 g/mol

859.23/4 = 214.8075

m = (Corrente . Tempo . 214.8 g)/ 95600

octave:278> 0.2*30*214.8/95600
ans = 0.013481
octave:279> 0.34*60*214.8/95600
ans = 0.045836
octave:280> 0.48*90*214.8/95600
ans = 0.097064
octave:281> 0.64*120*214.8/95600
ans = 0.17256
octave:282> 0.78*150*214.8/95600
ans = 0.26288
octave:283> 0.89*180*214.8/95600
ans = 0.35995

td Corrente (Icp) m (g) = (Corrente . Tempo . 214.8 g)/ 95600
30s 0.2 0.013
60s 0.34 0.04583
90s 0.48 0.097
120s 0.64 0.172
150s 0.78 0.262
180s 0.89 0.359

b) rendimiento de la electrosíntesis de Azul de Prusia, es el cociente entre la carga asociada al pico de reducción y la carga transferida en el depósito.

--> Não consegui identificar essa carga transferida para o depósito ????

ctave:331> Qc = [1.22 2.56 3.83 5.23 6.79 7.95];
octave:333> td = [30 60 90 120 150 180];
octave:334> Qcp = icp .* td;
Qcp = 6.0000 20.4000 43.2000 76.8000 117.0000 160.2000
octave:337> n = Qc./Qcp
n = 0.203333 0.125490 0.088657 0.068099 0.058034 0.049625

td Qc Icp Qcp = icp*td rendimento = Qc/Qcp
30s 1.22 0.2 6 20.33
60s 2.56 0.34 20.4 12.54
90s 3.83 0.48 43.2 8.86
120s 5.23 0.64 76.8 6.80
150s 6.79 0.78 117 5.80
180s 7.95 0.89 160.2 4.96

QUESTÃO 4)

The role of potassium and hydrogen ions in the Prussian Blue ⇄ Everitt's Salt process.

a)

b) Só Cheeeeeeeeeeeesús

QUESTÃO 5)

QUESTÃO 6)

Chronoamperometry of prussian blue films on ITO electrodes: ohmic drop and film thickness effect

Resposta

n = 0.75

octave:359> td = [30 60 90 120 150 180 270];
octave:360> Qc = [0.00152 0.00334 0.00461 0.00647 0.00734 0.00968 0.01323];
octave:362> ((((Qc./td)./(0.75*96485*1*1.04/1000)).^2)*pi().*td)./10000
ans =

4.2718e-15   1.0313e-14   1.3098e-14   1.9349e-14   1.9922e-14   2.8875e-14   3.5958e-14
td Q (C) D (calculado) D (artigo)
30 0.00152 0.427 0.4
60 0.00334 1.0313 1.2
90 0.00461 1.3098 1.5
120 0.00647 1.9349 2.3
150 0.00734 1.9922 3
180 0.00968 2.8875 4.2
270 0.01323 3.5958 5

QUESTÃO 7)

Resposta

IMPEDANCE ANALYSIS OF PRUSSIAN BLUE FILMS DEPOSITED ON IT0 ELECTRODES

QUESTÃO 8)

Reposta

  • Fig. 1. Complex impedance plane plots of PB/ITO electrodes in 1 M KC1 solution obtained from different film thickness or deposition time.
    • A resposta em forma de impedância para sinais com diferentes frequências, e verificando o comportamento da parte real da impedância (Z') e a parte imaginária (Z'').
  • Fig. 2. Equivalent circuits used to obtain the simulated curves.
    • Representação do circuito elétrico para obtenção das curvas de impedência do filme de azul de prussia.
    • Cdl e Rct são a capacitância da dupla camada da interface do ITO/PB e Rct é resistência ohmica da solução com o vidro do IT0.
    • ZF1 e ZF2 são as impedâncias associadas aos filmes.
  • Fig. 3. Complex plane plots of capacitance for the PB/ITO electrodes in 1 M KC1 aqueous solution.
    • Reposta capacitiva para sinais com várias frequêncais da solução aquosa para o eletrodo de PB/ITO.
    • As curvas mostram também a diferença de resposta para vários tempo de deposição, mostrando que os quanto maior o tempo de deposição, a capacitância varia menos com a diminuição da frequência.
  • Fig. 4. Plots of -Z,, against l/o at low frequency.
    • Reposta da parte imaginária da impedância para baixas frequências, em função do período (T).
  • Fig. 5. Voltammograms (scan rate of 20mV/s) of PB/ITO electrodes in 1 M KC1 aqueous solution as a function of deposition time (td).
    • Reposta da corrente em função do potencial aplicado no eletrodo para vários tempos de deposição. Quanto maior o tempo de deposição, maior é o material depositado, consequentemente maior a corrente observada quando aumentado o potencial aplicado.
  • Fig. 6. Plot of the total capacitance variation with film thickness.
    • Observação do aumento da capacitância com o aumento do material depositado, ou espessura do material depositado no eletrodo.
  • Fig. 7. Tridimensional EIS plots of PB/ITO electrodes in 1 M KCI solution as a function of polarization potentials (tn = 150 s)
    • Observação da resposta da impedância do eletrodo para vários potenciais aplicados.
    • A impedância é visualizada em módulo e angulo, sendo o primeiro responsável em alterar em magnitude o sinal aplicado, em forma de corrente. E o segundo, mostra como altera a fase do sinal de corrente observado quando aplicado o respectivo sinal.