Técnicas in situ de baixo custo em eletroquímica: a microbalança a cristal de quartzo

Abstract

Recebido em 26/10/99; aceito em 23/3/00 LOW COST IN SITU TECHNIQUES IN ELECTROCHEMISTRY: THE QUARTZ CRYSTAL MICROBALANCE. Among in situ techniques, the electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) is a powerful tool for the study of electrochemical reactions that produce mass changes in the electrode/solution interface. This review present some systems in which the EQCM combined with classical electrochemical techniques, gives relevant information for understanding the charge transport process at a molecular level. The aim of this review is to do a brief description of experimental arrangements, with emphasis on some special cares that must be considered by the users. Secondly, some chosen electrochemical systems where the technique was successfully applied are discussed. Finally, a brief analysis of electroacoustic impedance experiments was done in order to show when the Sauerbrey equation can be used.Keywords: EQCM; in situ technique in electrochemistry; electroacoustic impedance. REVISÃO INTRODUÇÃOA eletroquímica estuda fundamentalmente sistemas interfaciais e volumétricos (inserção). Nesses sistemas é de importância capital o conhecimento dos fluxos de carga e massa através da interface eletrodo/solução no entendimento molecular da relação entre estrutura e natureza físico-química das espécies que participam da reação e o fenômeno eletroquími-co em si; ou seja, como estes parâmetros afetam a transferên-cia de carga. Incluída no grupo das técnicas in situ, a microbalança eletroquímica a cristal de quartzo (MECQ) tem demonstrado ser uma ferramenta poderosa no estudo de reações eletroquímicas que produzem modificações na interface eletrodo/eletrólito em uma magnitude suficiente para ser detectada pela técnica e se destacado como uma técnica de baixo custo relativo quando comparada a outras utilizadas em eletroquímica. O objetivo deste artigo é descrever brevemente os procedimentos experimentais, com ênfase em alguns cuidados que o usuário deve ter quando da utilização da téc-nica, assim como mostrar alguns sistemas que utilizam a MECQ obtendo informações fundamentais ao entendimento do processo redox. Com esses exemplos pretende-se ilustrar, de forma crítica, a potencialidade da MECQ, e discutir os cuidados na interpretação dos resultados, além das limitações da técnica. A literatura sobre MECQ é extensa e já foram escritos vários capítulos de livros e artigos de revisão [1][2][3][4][5] .Nos primeiros trabalhos, a microbalança a cristal de quartzo (MCQ) foi utilizada ex situ para medir massas de metais eletrodepositados sobre eletrodos 6,7 . Posteriormente, os méto-dos experimentais requeridos para a utilização da MCQ como sensor de massa in situ para estudo de filmes finos sobre eletrodos foram desenvolvidos independentemente por vários grupos [8][9][10][11][12] . Uma vez que a MCQ começou a ser utilizada in situ em sistemas eletroquímicos, passou a ser denominada MECQ em lugar de MCQ. Nos últimos anos, a MECQ começou a ser utilizada de maneira mais sofisticada, empregando além das medidas de variação de...

Materiais para cátodos de baterias secundárias de lítio

“…A investigação da natureza dessas espécies é de fundamental importância na avaliação real das propriedades específicas do material. Nesse sentido, a microbalança eletroquímica a cristal de quartzo (MECQ) vem sendo utilizada com relativo sucesso na descrição das espécies iônicas que cruzam a interface filme/solução 112 LiClO 4 /acetonitrila (ACN). Em ambos os casos são mostrados os perfis de corrente, j, e variação de massa, Dm, além das curvas com os fluxos iônicos de Li + e ClO 4 -somados às contribuições de solvente.…”

Estudo nanogravimétrico da influência do ânion BF4- em eletrocatálise

“…Por razões que ficarão claras nas próximas seções, o efeito do HBF 4 foi investigado majoritariamente na ausência do ácido fórmico.…”

“…Nesta seção serão apresentados os resultados dos experimentos realizados que visaram o estudo da influência do ânion tetrafluorborato nos processos reacionais no sistema Pt|HClO 4 Tais resultados atípicos serão discutidos com maior propriedade assim que mais resultados forem apresentados durante a seção 3.B.1.…”

“…Especificamente no caso de ânions dissolvidos no eletrólito, o papel mais comumente atribuído é o de inibir o processo eletrocatalítico de interesse, por meio do bloqueio de sítios superficiais. No entanto, atribui-se recentemente ao ânion BF 4 -um efeito diverso; o aumento dos valores de corrente de eletro-oxidação em baixos potenciais. Apresenta-se na presente dissertação, um estudo sistemático deste processo, empregando a técnica da nanobalança eletroquímica a cristal de quartzo (NECQ), em conjunto com técnicas eletroquímicas tradicionais.…”

“…Apresenta-se na presente dissertação, um estudo sistemático deste processo, empregando a técnica da nanobalança eletroquímica a cristal de quartzo (NECQ), em conjunto com técnicas eletroquímicas tradicionais. Tal estudo revelou a ocorrência de diferenças notáveis nos perfis voltamassométricos do sistema eletroquímico quando da adição de pequenas quantidades do reagente HBF 4 . Tais diferenças têm caráter bastante especial, uma vez que nos perfis voltamétricos não são observadas diferenças marcantes nos valores de corrente entre o sistema eletroquímico com a adição de pequenas quantidades do reagente HBF 4 e o sistema eletroquímico sem a adição desse reagente.…”