Chronoamperometric Characterization of the Reduction of the Tin Film Electrogenerated in Sodium Hydrogenocarbonate

 

S.H. Bonilla, B.F. Giannetti,* T. Rabóczkay ^a

 

Universidade Paulista, Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia, 04026 002, São Paulo, Brasil.

^a Universidade de São Paulo, Instituto de Química, 05508 900, São Paulo, Brasil.

 

Received 10 September 2002; accepted in revised form 9 August 2004

 

 

Abstract

The observation of current hysteresis in the cathodic voltammetric profiles of the Sn/bicarbonate electrochemical system motivated chronoamperometric studies, since it is mentioned in literature the correlation between nucleation processes occurrence and current hysteresis presence. The nucleation occurrence was verified by chronoamperometric techniques when films electrogenerated within the passivation region are reduced. Mathematical adjustment between experimental data and calculated according theoretical modelling, was done by employing non-linear least squares fitting routines. This way, the electroreduction of the film formed at lower potentials can be explained in terms of diffusion and progressive nucleation and 3-D growth controlled by charge transfer. On the other hand, the reduction of the film formed at higher potentials follows the model of progressive nucleation and 3-D growth but with the inclusion of induction time. The analysis of the parametric dependence on potential step, enabled to evaluate the role of parallel and normal rate constants for each experimental case.

Keywords: electrochemical reduction, chronoamperometric techniques, tin electrodes.

 

Caracterização Cronoamperométrica da Redução do Filme de Estanho Electrogerado em Bicarbonato de Sódio

Resumo

Os estudos cronoamperométricos foram motivados pela observação de histerese de corrente nos perfis de redução dos voltamogramas realizados no sistema Sn/bicarnonato, já que é sabido na literatura que a presença de histerese é considerada indicativo de ocorrência de processos de nucleação. A ocorrência de nucleação foi verificada mediante técnica cronoamperométrica quando filmes eletrogerados na região de passivação são reduzidos. Empregando rotinas de análise de mínimos quadrados não lineares, foi obtido o ajuste entre os resultados experimentais e os calculados usando modelos teóricos que descrevem a nucleação eletroquímica. Assim, a eletrorredução do filme formado no extremo inferior da região estudada, pode ser explicada em termos de difusão e nucleação progressiva e crescimento 3-D controlado por transferência de carga.

Por outro lado, a redução do filme electrogerado no extremo superior segue o modelo de nucleação progressiva e crescimento 3-D controlado por transferência de carga, com a presença de tempo de indução. A análise da variação dos parâmetros modelísticos com o tamanho do degrau de potencial permitiu estabelecer a influência dos valores das constantes de velocidade paralela e perpendicular à superfície para cada caso experimental.

Palavras chave: redução eletroquímica, cronoamperometria, estanho.

 

 

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References

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* Corresponding author. E-mail address: biafgian@unip.br