Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem:http://uvadoc.uva.es/handle/10324/43357
Título
Comportamiento electroquímico de bismuto en el DES cloruro de colina-etilenglicol (1:2)
Director o Tutor
Año del Documento
2020
Titulación
Grado en Química
Resumen
El objetivo de este trabajo es estudiar las posibilidades aportadas por un nuevo grupo de disolventes, los denominados disolventes eutécticos profundos (DES) -por sus siglas en inglés- como electrolitos en: i) estudios electroquímicos, ii) la electrosíntesis de metales.
El trabajo está dedicado a la elucidación del comportamiento electroquímico de disoluciones de Bi(III) en la mezcla eutéctica cloruro de colina-Etilenglicol (1:2), un DES conocido como ``etalina´´. El estudio se ha llevado a cabo sobre un electrodo de carbono vitrificado, en el intervalo de temperaturas 323-363K, y utilizando diferentes técnicas electroanalíticas como la voltamperometría cíclica (CV), voltamperometría convolutiva (CPSV), cronopotenciometría (CP) y cronoamperometría (CA).
Los resultados obtenidos indican que:
1.- La electrodeposición de Bi(0) tiene lugar en una única etapa mediante el intercambio de 3 electrones según la reacción:
BiCl63+ 3e → Bi (0) +6Cl(1)
2.- No se han detectado estados de oxidación intermedios (p.e. Bi(I)).
3.- El mecanismo de electrodeposición de Bi(0) consta de dos etapas:
i) Una primera etapa de difusión de los iones BiCl63desde el seno de la disolución hasta la superficie del electrodo, caracterizado por el coeficiente de difusión 𝐷��𝐵��𝑖��𝐶��𝑙��63−.
ii) Una segunda etapa de transferencia de carga, que ha resultado ser cuasi-reversible.
4.- El coeficiente de difusión se ha determinado a 4 temperaturas mediante: i) voltamperometría convolutiva y ii) cronopotenciometría utilizando las ecuaciones y protocolos experimentales adecuados.
5.- Con cada una de las técnicas se ha verificado el cumplimiento de la ley de Arrhenius para la difusión y se ha calculado la energía de activación para la difusión que resultó ser de 18,1 ± 0,6 KJ/mol.
6.- La electrocristalización juega un papel importante en el proceso de electrodeposición de Bi sobre los soportes utilizados.
7.- Las curvas I-t experimentales se ajustan a los modelos adimensionales de nucleación instantánea propuestos por Scharifker.
8.- Finalmente indicar que también se ha observado que en medios ricos en iones óxido podría tener lugar la formación de BiO+, o BiOCl soluble cuya electrorreducción tiene lugar a potenciales más catódicos, dando lugar también a la formación de Bi(0). In this work we study the possibilities provided by a new group of solvents, called deep eutectic solvents (DES) as electrolytes in: i) electrochemical studies, ii) metal electrosynthesis.
This work is focused on the study of the electrochemical behavior of Bi(III) solutions in the choline chloride-ethylene glycol (1:2) eutectic mixture, a DES known as ``ethaline´´. The study was made out on a vitrified carbon electrode, in the temperature range 323-363K, and using different electroanalytical techniques such as cyclic voltammetry (CV), convolutive voltammetry (CPSV), chronopotentiometry (CP) and chronoamperometry (CA).
The results obtained show that:
1.- The electrodeposition of Bi (0) takes place in a single stage by the exchange of 3 electrons according to the reaction:
BiCl63+ 3e → Bi (0) +6Cl(1)
2.- No intermediate oxidation states have been detected (e.g. Bi(I)).
3.- The electrodeposition mechanism of Bi(0) consists on two different stages:
i) A first stage of diffusion of BiCl63 ions from the solution to the electrode surface, characterized by the diffusion coefficient 𝐷�𝐵�𝑖�𝐶�𝑙�63−.
ii) A second stage of charge transfer, which has turned out to be quasi-reversible.
4.- The diffusion coefficient has been determinated at 4 temperatures by i) convolutive voltammetry and ii) chronopotentiometry using the appropiate experimental equations and protocols.
5.- For each technique, the Arrhenius law for diffusion has been ratified and the activation energy for diffusion has been calculated, which turned out to be 18.1 ± 0.6 KJ/mol.
6.- Electrocrystallization plays an important role in the Bi electrodeposition process for the supports used.
7.- The experimental I-t curves fit the dimensionless models of instantaneous nucleation proposed by Scharifker.
8.- Finally, it has also been observed that in oxide ions rich media, the formation of BIO+ or soluble BiOCl could take place at more cathodic potentials, also resultin the formation of Bi(0).
Palabras Clave
Bismuto
DES
Electroquímica
Idioma
spa
Derechos
openAccess
Aparece en las colecciones
- Trabajos Fin de Grado UVa [28700]
Ficheros en el ítem
![Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional](/themes/Mirage2//images/creativecommons/cc-by-nc-nd.png)