Моделирование процессов разряда-ионизации серебра на поверхности твердого электрода

| Категория реферата: Рефераты по химии
| Теги реферата: доклад на тему, изложение ломоносов
| Добавил(а) на сайт: Старицкий.

В табл. 1-3 приведены некоторые параметры, характеризующие форму пиков для следующих моделей: 1 (Делахея-Берзинса), 2.1 - 2.5 (Никольсона-
Шейна), 3.1 - 3.8 (М. Никольсон), 4 (Брайниной), 5 (эксперимент).

Таблица 1

КООРДИНАТЫ МАКСИМУМОВ ФУНКЦИЙ:

|N |Модель |bt |знач. |коэфф. |i, мкА|
| | | |функ. | | |
| 1 |Модель Делахея-Берзинса |0.92 |0.541 |3.312 |1.792 |
|2 | Модель Никольсона-Шейна при |
|2.1| ln((()=1 |1.99 |0.465 |2.962 |1.376 |
|2.2| ln((()=6.5 |7.61 |0.446 |2.962 |1.322 |
|2.3| ln((()=7.5 |8.61 |0.446 |2.962 |1.322 |
|2.4| ln((()=11.8 |12.91 |0.446 |2.962 |1.322 |
|2.5| ln((()=13.8 |14.91 |0.446 |2.962 |1.322 |
|3 | Модель М. Никольсон при |
|3.1|H=0.1 |0.23 |0.703 |1.974 |1.387 |
|3.2|H=1 |0.99 |0.456 |1.974 |0.900 |
|3.3|H=3 |1.79 |0.363 |1.974 |0.717 |
|3.4|H=10 |2.87 |0.321 |1.974 |0.634 |
|3.5|H=100 |5.12 |0.300 |1.974 |0.592 |
|3.6|H=1000 |7.42 |0.298 |1.974 |0.588 |
|3.7|H=10000 |9.72 |0.296 |1.974 |0.584 |
|3.8|H=170000 |12.55 |0.296 |1.974 |0.584 |
| 4 | Модель Брайниной |13.90 |1.150 |--- |1.150 |
| 5 | Эксперимент |13.11 |1.611 |--- |1.611 |

Таблица 2

ПОЛУШИРИНЫ ПИКОВ:
| N | левая | правая | прав/лев | общая |
| 1 | 1.240 | 0.639 | 0.5153 | 1.879 |
| 2.1| 5.555 | нет | нет | нет |
| 2.2| 5.731 | 2.202 | 0.3842 | 7.933 |
| 2.3| 5.731 | 2.202 | 0.3842 | 7.933 |
| 2.4| 5.731 | 2.202 | 0.3842 | 7.933 |
| 2.5| 5.731 | 2.202 | 0.3842 | 7.933 |
| 3.1| нет | 0.92 | нет | нет |
| 3.2| 0.82 | 1.25 | 1.5244 | 2.07 |
| 3.3| 1.24 | 1.32 | 1.0645 | 2.56 |
| 3.4 | 1.49 | 1.36 | 0.9128 | 2.85 |
| 3.5 | 1.57 | 1.37 | 0.8726 | 2.94 |
| 3.6 | 1.59 | 1.36 | 0.8553 | 2.95 |
| 3.7 | 1.59 | 1.37 | 0.8616 | 2.96 |
| 3.8 | 1.59 | 1.37 | 0.8616 | 2.96 |
| 4 | 1.461 | 0.984 | 0.6735 | 2.445 |
| 5 | 1.49 | 1.01 | 0.6779 | 2.50 |

Таблица 3.
КАСАТЕЛЬНЫЕ В ТОЧКАХ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ
ПОЛУШИРИНУ (все функции нормированы):
| N | правая | левая |
| 1 | Y = -1.5258*X + 1.4744 | Y = 0.3176*X + 0.8937 |
| 2.1| нет | Y = 0.0451*X + 0.7505 |
| 2.2| Y = -0.3242*X + 1.2140 | Y = 0.0421*X + 0.7412 |
| 2.3| Y = -0.3242*X + 1.2140 | Y = 0.0421*X + 0.7412 |
| 2.4| Y = -0.3242*X + 1.2140 | Y = 0.0421*X + 0.7412 |
| 2.5| Y = -0.3242*X + 1.2140 | Y = 0.0421*X + 0.7412 |
| 3.1| Y = -1.0830*X + 1.4964 | нет |
| 3.2| Y = -0.4684*X + 1.0855 | Y = 1.4535*X + 1.6919 |
| 3.3| Y = -0.4618*X + 1.1096 | Y = 0.6127*X + 1.2597 |
| 3.4| Y = -0.4840*X + 1.1582 | Y = 0.4316*X + 1.1431 |
| 3.5| Y = -0.4918*X + 1.1738 | Y = 0.3770*X + 1.0919 |
| 3.6| Y = -0.4966*X + 1.1754 | Y = 0.3650*X + 1.0804 |
| 3.7| Y = -0.4924*X + 1.1746 | Y = 0.3689*X + 1.0866 |
| 3.8| Y = -0.4924*X + 1.1746 | Y = 0.3689*X + 1.0866 |
| 4 | Y = -0.8394*X + 1.3266 | Y = 0.3834*X + 1.0601 |
| 5 | Y = -0.589*X + 1.060 | Y = 0.253*X + 0.876 |

[pic]

Рис. 5. Приводимые в таблицах параметры пиков (условно).

Из приведенных данных видно, что наиболее близко эксперименту по потенциалам соответствуют модели 4, 3.8, 2.4 (табл. 1) . По высотам наиболее близки к экспериментальным данным модели 1, 4 (табл. 1). Исходя из полуширин пиков и уравнений касательных в точках, определяющих полуширину, форму экспериментальной кривой лучше описывают модели 3.8, 4 (табл. 2, 3).
Из всего вышесказанного следует, что наиболее точно эксперимент описывают модели 1, 2.4, 3.8, 4, представленные на рис. 6-8. Соответствующие параметры пиков представлены в табл. 4.
[pic]
Рис. 6. Теоретические вольтамперные кривые моделей: 1(1), 2.4(2), 3.8(3),

4(4), и экспериментальная кривая(5).

[pic]
Рис. 7. Теоретические вольтамперные кривые моделей: 1(1), 2.4(2), 3.8(3),

4(4), и экспериментальная кривая(5), максимумы совмещены.

[pic]

Рис. 8. Нормированные теоретические вольтамперные кривые моделей: 1(1),

2.4(2), 3.8(3), 4(4) и экспериментальная кривая(5).

Таблица 4
|Некоторые параметры пиков, иллюстрирующие их | |
|соответствие экспериментальным данным. | |
|Модель |3.8 |4 |эксп. |1 |
|Высота пика, мкА |0.584 |1.150 |1.611 |1.792 |
|Левая полуширина пика, ((, bt |1.37 |0.984 |1.01 |0.639 |
|Правая полуширина пика, (+, bt |1.59 |1.461 |1.49 |1.240 |
|Отношение левой/правой полуширин |0.862 |0.673 |0.677 |0.515 |

Таким образом, на основании проведенного сравнительного анализа можно сделать предположение, что процесс разряда-ионизации Ag на углеситалловом электроде близок к обратимому. Рассмотренные теоретические зависимости показали, что нельзя однозначно описать эксперимент ни моделью монослойного покрытия, ни моделью объёмного осадка, поэтому можно предположить, что на поверхности электрода одновременно присутствуют две фазы: адсорбированный монослой и объёмные зародыши металла.

Выводы

1. Проведен сравнительный анализ моделей Делахея-Берзинса, Никольсона-

Шейна, М. Никольсон и Брайниной, описывающих обратимое электрохимическое растворение металла с поверхности твёрдого электрода.

2. Получены экспериментальные анодные инверсионные вольтамперные кривые растворения серебра и проведено их сравнение с существующими теоретическими моделями.

3. Высказано предположение, что процесс разряда-ионизации серебра, протекающий на углеситалловом электроде, существенно не отличается от обратимого.

Список литературы

1. Matsuda H., Ayabe Y. // Z. Elektrochem. 1955. B.59. №2. P.494.
2. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А. Электрохимия. М.: Химия. 1987. 265 с.
3. Брайнина Х. З., Ярунина Г. В. // Электрохимия. 1966. Т.2. №7. С.781.
4. Брайнина Х. З. // Электрохимия. 1966. Т.2. №8. С.901.
5. Галюс З. Теоретические основы электрохимического анализа. М.: Мир.
1974. 552с.
6. Гохштейн Я. П. // Докл. АН СССР. 1959. Т.126. №3. С. 598.
7. Nicholson R. S., Shain I. // Anal. Chem. 1964. V.36. №3. P.706.
8. Reinmuth W.H. // Anal. Chem. 1962. V.34. №7. P.1446.
9. Делахей П. Новые приборы и методы в электрохимии. М.: Инлитиздат.
1957. 510 с.
10. Ильин В. А., Садовничий В. А., Сендов Бл. Х. Математический Анализ, Т.
1. М.: Изд-во Моск. Ун-та. 1985. 662 с.
11. Nicholson M. M. // J. Am. Chem. Soc. 1957. V.79. №1. P.7.
12. Брайнина Х. З., Кива Н. К., Белявская В. Б. // Электрохимия. 1965. Т.1.
№3. С.311.
13. Брайнина Х. З. // Электрохимия. 1966. Т.2. №9. С. 1006.
14. Брайнина Х. З. Инверсионная вольтамперометрия твердых фаз. М.: Химия.
1972. 192 с.
15. Брайнина Х. З., Нейман Е. Я. Твердофазные реакции в электроаналитической химии. М.: Химия. 1982. 264 с.