A critical assessment of the calculation and analysis of thermodynamic parameters from adsorption data

Proper analysis of thermodynamic parameters obtained from adsorption data is a basic requirement for the characterization and optimization of an adsorption-dependent process like the action of organic corrosion inhibitors. Thus, this work aims at presenting a critical assessment of typical flawed examples from the literature together with alternative good practice to be considered, for preference.Proper analysis of thermodynamic parameters obtained from adsorption data is a basic requirement for the characterization and optimization of an adsorption-dependent process like the action of organic corrosion inhibitors. Thus, this work aims at presenting a critical assessment of typical flawed examples from the literature together with alternative good practice to be considered, for preference

ESTUDIO DE LA ELECTRODEPOSICIÓN DE ESTAÑO SOBRE POLIPIRROL PARA EL DESARROLLO DE ÁNODOS PARA BATERÍAS IÓN-LITIO

El objetivo general de la investigación se centra en el estudio de los procesos electroquímicos relacionados con la generación de electrodos modificados con depósitos de estaño sobre polipirrol (Ppy), con el propósito de avanzar en el desarrollo de nuevos ánodos para baterías de ión litio. Como objetivo específico se plantea estudiar las condiciones para la obtención de depósitos micro y nanoestructurados sobre diferentes sustratos, incluyendo aspectos tales como mecanismos de nucleación y modos de crecimiento de las nuevas fases, la morfología de los depósitos obtenidos y la respuesta electroquímica de los nuevos electrodos como ánodos en baterías de ion litio. Uno de los problemas fundamentales involucrados en el desarrollo de baterías de ión litio está relacionado con el mejoramiento de las propiedades de los ánodos para evitar que constituyan el elemento limitante en la performance de la batería en lo que respecta a capacidad y ciclabilidad. Los materiales anódicos empleados en la actualidad parten, del carbono, el cual posee una capacidad específica baja, entre otros aspectos a mejorar. Una posibilidad de duplicar la capacidad de los ánodos de las baterías es el empleo de estaño como tal o en forma de óxido o compuestos intermetálicos. Más aún, debido a su carencia de toxicidad el estaño resulta además muy atractivo desde un punto de vista medioambiental. Entre las cuestiones a resolver con los electrodos de estaño esta la gran variación de su volumen vinculado a la intercalación-desintercalación de los iones litio durante el funcionamiento de la batería, lo cual conduce a una progresiva destrucción de la estructura del electrodo y una disminución notable de su capacidad. Por consiguiente, resulta de suma importancia establecer las condiciones para la formación de un depósito de estaño con una gran área de interacción y estabilidad mecánica. En este sentido, obtener depósitos ramificados y nanoestructurados de estaño y algunas de sus aleaciones abre notables posibilidades para el desarrollo de ánodos para baterías de ion litio, particularmente empleando como soporte matrices de alta tridimensionalidad que permitan un incremento de la relación área/volumen y faciliten el transporte de materia hacia los centros activos para la intercalación de litio.  En este sentido, se estudió la electrodeposición de estaño sobre electrodos de cobre modificados con una película de Ppy, en solución sulfúrica de sulfato de estaño a temperatura ambiente,  empleando técnicas electroquímicas.  El voltamperograma cíclico de estaño en la película de Ppy (Figura 1) muestra un pico catódico ancho aproximadamente a -0.53 V frente a SCE y un pico anódico a -0.44 V. La reducción de Sn (II) está aparentemente controlada por difusión. Las imágenes SEM de los estudios cronoamperométricos muestran la formación de estructuras nanómetricas en las primeras etapas del proceso de deposición (-0.51 V), y para potenciales más catódicos (-0.55V) las partes externas de las estructuras metálicas comienzan desde un punto muy delgado y crecen para obtener una forma dendrítica (Figura 1)

Estudio de la electrodeposición de estaño sobre polipirrol para el desarrollo de ánodos para baterías ión-litio

El objetivo general de la investigación se centra en el estudio de los procesos electroquímicos relacionados con la generación de electrodos modificados con depósitos de estaño sobre polipirrol (Ppy), con el propósito de avanzar en el desarrollo de nuevos ánodos para baterías de ión litio. Como objetivo específico se plantea estudiar las condiciones para la obtención de depósitos micro y nanoestructurados sobre diferentes sustratos, incluyendo aspectos tales como mecanismos de nucleación y modos de crecimiento de las nuevas fases, la morfología de los depósitos obtenidos y la respuesta electroquímica de los nuevos electrodos como ánodos en baterías de ion litio. Uno de los problemas fundamentales involucrados en el desarrollo de baterías de ión litio está relacionado con el mejoramiento de las propiedades de los ánodos para evitar que constituyan el elemento limitante en la performance de la batería en lo que respecta a capacidad y ciclabilidad. Los materiales anódicos empleados en la actualidad parten, del carbono, el cual posee una capacidad específica baja, entre otros aspectos a mejorar. Una posibilidad de duplicar la capacidad de los ánodos de las baterías es el empleo de estaño como tal o en forma de óxido o compuestos intermetálicos. Más aún, debido a su carencia de toxicidad el estaño resulta además muy atractivo desde un punto de vista medioambiental. Entre las cuestiones a resolver con los electrodos de estaño esta la gran variación de su volumen vinculado a la intercalación-desintercalación de los iones litio durante el funcionamiento de la batería, lo cual conduce a una progresiva destrucción de la estructura del electrodo y una disminución notable de su capacidad. Por consiguiente, resulta de suma importancia establecer las condiciones para la formación de un depósito de estaño con una gran área de interacción y estabilidad mecánica. En este sentido, obtener depósitos ramificados y nanoestructurados de estaño y algunas de sus aleaciones abre notables posibilidades para el desarrollo de ánodos para baterías de ion litio, particularmente empleando como soporte matrices de alta tridimensionalidad que permitan un incremento de la relación área/volumen y faciliten el transporte de materia hacia los centros activos para la intercalación de litio. En este sentido, se estudió la electrodeposición de estaño sobre electrodos de cobre modificados con una película de Ppy, en solución sulfúrica de sulfato de estaño a temperatura ambiente, empleando técnicas electroquímicas. El voltamperograma cíclico de estaño en la película de Ppy muestra un pico catódico ancho aproximadamente a -0.53 V frente a SCE y un pico anódico a -0.44 V. La reducción de Sn (II) está aparentemente controlada por difusión. Las imágenes SEM de los estudios cronoamperométricos muestran la formación de estructuras nanómetricas en las primeras etapas del proceso de deposición (-0.51 V), y para potenciales más catódicos (-0.55V) las partes externas de las estructuras metálicas comienzan desde un punto muy delgado y crecen para obtener una forma dendrítica.Universidad Nacional de La Plat

Estudio de la electrodeposición de estaño sobre polipirrol para el desarrollo de ánodos para baterías ión-litio

El objetivo general de la investigación se centra en el estudio de los procesos electroquímicos relacionados con la generación de electrodos modificados con depósitos de estaño sobre polipirrol (Ppy), con el propósito de avanzar en el desarrollo de nuevos ánodos para baterías de ión litio. Como objetivo específico se plantea estudiar las condiciones para la obtención de depósitos micro y nanoestructurados sobre diferentes sustratos, incluyendo aspectos tales como mecanismos de nucleación y modos de crecimiento de las nuevas fases, la morfología de los depósitos obtenidos y la respuesta electroquímica de los nuevos electrodos como ánodos en baterías de ion litio. Uno de los problemas fundamentales involucrados en el desarrollo de baterías de ión litio está relacionado con el mejoramiento de las propiedades de los ánodos para evitar que constituyan el elemento limitante en la performance de la batería en lo que respecta a capacidad y ciclabilidad. Los materiales anódicos empleados en la actualidad parten, del carbono, el cual posee una capacidad específica baja, entre otros aspectos a mejorar. Una posibilidad de duplicar la capacidad de los ánodos de las baterías es el empleo de estaño como tal o en forma de óxido o compuestos intermetálicos. Más aún, debido a su carencia de toxicidad el estaño resulta además muy atractivo desde un punto de vista medioambiental. Entre las cuestiones a resolver con los electrodos de estaño esta la gran variación de su volumen vinculado a la intercalación-desintercalación de los iones litio durante el funcionamiento de la batería, lo cual conduce a una progresiva destrucción de la estructura del electrodo y una disminución notable de su capacidad. Por consiguiente, resulta de suma importancia establecer las condiciones para la formación de un depósito de estaño con una gran área de interacción y estabilidad mecánica. En este sentido, obtener depósitos ramificados y nanoestructurados de estaño y algunas de sus aleaciones abre notables posibilidades para el desarrollo de ánodos para baterías de ion litio, particularmente empleando como soporte matrices de alta tridimensionalidad que permitan un incremento de la relación área/volumen y faciliten el transporte de materia hacia los centros activos para la intercalación de litio. En este sentido, se estudió la electrodeposición de estaño sobre electrodos de cobre modificados con una película de Ppy, en solución sulfúrica de sulfato de estaño a temperatura ambiente, empleando técnicas electroquímicas. El voltamperograma cíclico de estaño en la película de Ppy muestra un pico catódico ancho aproximadamente a -0.53 V frente a SCE y un pico anódico a -0.44 V. La reducción de Sn (II) está aparentemente controlada por difusión. Las imágenes SEM de los estudios cronoamperométricos muestran la formación de estructuras nanómetricas en las primeras etapas del proceso de deposición (-0.51 V), y para potenciales más catódicos (-0.55V) las partes externas de las estructuras metálicas comienzan desde un punto muy delgado y crecen para obtener una forma dendrítica.Universidad Nacional de La Plat

Electrocristalización de nanopartículas de Au sobre electrodos de polipirrol y su empleo en el sensado

La electrodeposición de metales es uno de los métodos más extendidos en la obtención de capas metálicas para muchas aplicaciones decorativas e ingenieriles, principalmente debido a su bajo coste y fácil control. Este proceso involucra la formación de una nueva fase sobre el sustrato, lo que implica la participación de una serie de etapas relacionadas con el transporte de materia, la transferencia de carga y la formación de nuevas estructuras cristalinas [1]. La deposición de nanopartículas de Au se realizó sobre electrodos de AISI 304/PPy los cuales fueron fabricados como se informó en trabajos anteriores [2]. Tal deposición involucró una perturbación eléctrica en forma de doble escalón secuencial de potencial de duraciones y amplitudes variables, utilizándose una solución 1 mM HAuCl4.3 H2O + 5 mM H2SO4 y electrodos de AISI 304/PPy, ECS y Pt como electrodos de trabajo, referencia y auxiliar, respectivamente. De igual manera se estudió el fenómeno de nucleación y crecimiento en las etapas iniciales de la deposición de Au en un rango de potenciales de electrodo entre 300 mV ? E ? 400 mV. La actividad catalítica de los electrodos resultantes AISI 304/PPy/Au fue evaluada mediante la electro-oxidación de Hidracina e Hidroxilamina. La oxidación de estas moléculas sobre dichos electrodos fue evaluada por voltamperometria cíclica en soluciones 1 mM Hidracina + 0.1 M PBS (pH 7) y 1 mM Hidroxilamina + 0.1 M PBS (pH 7) a diferentes velocidades de barrido (v) en un rango entre 10 mV/s ? v ? 250 mV/s. Los resultados obtenidos muestran que la electrocristalización de Au sigue un mecanismo de crecimiento tipo Volmer-Weber de nanopartículas 3D en sustratos de AISI 304/PPy. El análisis de los transitorios de corriente Figura 1 a) y b), nos indican una cinética de deposición correspondiente al modelo teórico de nucleación instantánea con crecimiento 3D controlado por difusión. Como muestra la Figura 1 c) el electrodo AISI 304/PPy/Au exhibió una fuerte actividad catalítica frente a la oxidación de Hidracina e Hidroxilamina, la cual es evidenciada por el desplazamiento de los potenciales de pico de oxidación (Ep) hacia potenciales más catódicos y el aumento en la corriente de pico de oxidación (Ip), comparado frente a un electrodo plano de Au policristalino. La dependencia lineal de la Ep vs log v, y , Ip vs v1/2 sugieren un control cinético por transferencia de masa y un proceso de electrodo irreversibl

Estudio de la corrosión de la hojalata por efecto de jugos cítricos

Los principales factores que afectan la disolución de estaño en el interior de envases de alimentos son el pH del electrolito, la estabilidad del óxido pasivante y la presencia de ácidos carboxílicos como cítrico, tartárico y oxálico causando que el estaño ionizado forme complejos preferentemente. El potencial de corrosión de estaño se vuelve más activo que el de acero, en presencia de estos agentes complejantes fuertes y se invierte la cupla electroquímica acero-Sn. En ausencia de tal inversión una pequeña discontinuidad en el recubrimiento puede resultar en el ataque a la base de hierro de la hojalata, facilitando el ingreso microbiano al alimento. La disolución metálica de Sn en el interior de envases de hojalata conteniendo ácido cítrico puede resultar en la formación de un complejo de Sn(IV). La naturaleza química precisa del complejo de estaño es importante, ya que determina su capacidad de causar una respuesta toxicológica aguda. La especie exacta y su distribución son diferentes en cada tipo de producto envasado particular. La disolución puede ocurrir a través de un film pasivante o en ubicaciones de la superficie donde ese film ha sufrido ruptura localizada (picado). Un factor importante adicional es la presencia de agentes oxidantes en el medio de reacción. En este trabajo se estudia mediante técnicas voltamperométricas la oxidación de electrodos de Sn policristalino y chapas de hojalata en soluciones de ácido cítrico, ácido ascórbico y jugos comerciales de naranja y limón. Se caracterizan los compuestos formados durante la disolución mediante análisis IR.Publicado en Terceras Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión. La Plata : Universidad Nacional de La Plata, 2015.Facultad de Ingenierí

Estudio de la corrosión de la hojalata por efecto de jugos cítricos

Los principales factores que afectan la disolución de estaño en el interior de envases de alimentos son el pH del electrolito, la estabilidad del óxido pasivante y la presencia de ácidos carboxílicos como cítrico, tartárico y oxálico causando que el estaño ionizado forme complejos preferentemente. El potencial de corrosión de estaño se vuelve más activo que el de acero, en presencia de estos agentes complejantes fuertes y se invierte la cupla electroquímica acero-Sn. En ausencia de tal inversión una pequeña discontinuidad en el recubrimiento puede resultar en el ataque a la base de hierro de la hojalata, facilitando el ingreso microbiano al alimento. La disolución metálica de Sn en el interior de envases de hojalata conteniendo ácido cítrico puede resultar en la formación de un complejo de Sn(IV). La naturaleza química precisa del complejo de estaño es importante, ya que determina su capacidad de causar una respuesta toxicológica aguda. La especie exacta y su distribución son diferentes en cada tipo de producto envasado particular. La disolución puede ocurrir a través de un film pasivante o en ubicaciones de la superficie donde ese film ha sufrido ruptura localizada (picado). Un factor importante adicional es la presencia de agentes oxidantes en el medio de reacción. En este trabajo se estudia mediante técnicas voltamperométricas la oxidación de electrodos de Sn policristalino y chapas de hojalata en soluciones de ácido cítrico, ácido ascórbico y jugos comerciales de naranja y limón. Se caracterizan los compuestos formados durante la disolución mediante análisis IR.Publicado en Terceras Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión. La Plata : Universidad Nacional de La Plata, 2015.Facultad de Ingenierí