2026-04-22T23:10:40Zhttps://uvadoc.uva.es/oai/requestoai:uvadoc.uva.es:10324/433572021-08-01T21:18:18Zcom_10324_38col_10324_852
Pastor de las Heras, Roberto
2020-11-06T09:26:10Z
2020-11-06T09:26:10Z
2020
http://uvadoc.uva.es/handle/10324/43357
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).
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Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional
Comportamiento electroquímico de bismuto en el DES cloruro de colina-etilenglicol (1:2)
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