Deposition of colloidal hematite onto mercury from water-ethanol mixtures

Abstract

A ade ren ça de par tí cu las de he ma ti ta (a Fe 2O3) so bre ele tro dos de mer cú rio foi es tu da da em mis tu ras de água-etanol atra vés de con ta gem so bre ima gens de um mi cros có pio óti co. Qu an do o con te ú do de eta nol é pe que no, o nú me ro de par tí cu las ade ri das de cres ce com o au me n to da con cen tra ção de eta nol. Para uma fra ção mo lar de eta nol de 0,2, o nú me ro de par tí cu las pas sa por um mí ni mo, au men tan do para ma i o res con cen tra ções de eta nol. Mo di fi can do o po te n ci al ele tró di co, ob ser va-se que as cur vas nú me ro de par tí cu las vs. Fra ção mo lar de eta nol pode ser ex pli ca da com base na de pen dên cia com a com po si ção do sol ven te das ener gi as de in te r a ção par tí cu la/so lu ção e me tal/so lu ção.The ad he ren ce of he ma ti te ( αFe 2O3) par ti cles onto mer cury elec tro des in wa ter-ethanol mix tu res has been stu di ed by coun ting using op ti cal mi cros co pe ima ges. The num ber of at tached par ti cles, when the et ha nol con tent is small, de cre a ses as the et ha nol con cen tra t i on in cre ases. At a mole frac ti on of et ha nol near to 0.2, the num ber of par ti cles goes through a mi ni mum and then it in cre a ses with et ha nol con cen tra ti on. When the elec tro de po ten ti al is mo di fi ed, curves of the num ber of par ti cles vs. et ha nol mole frac ti on with the same sha pe are found, but which cross each ot her.The de pen den ce on the et ha nol con cen tra ti on can be ex pla i ned ba sed on the de pen den c e of par ti cle/so lu ti on and me tal/so lu ti on in te rac ti on ener gi es with the sol vent com po s i ti on. Key words: he ma ti te ad he si on, me tal sur fa ce, wa ter-ethanol mix tu res Intro duc ti onThe at tach ment of col lo i dal par ti cles onto me tal lic surfa ces is a fi eld re le vant to many ap pli ed pro blems, such as cor ro si on pro tec ti on, bi o fou ling and se mi con duc tor ma nufac tu ring, to men ti on only a few. Ho we ver, it has not re ce ived much at ten ti on in fun da men tal stu di es. The re are some pu blis hed pa pers on ad he ren ce of par ti cles to sur fa ces (usually non con duc ting) [1][2][3][4][5][6] and to dif fe rent par ti cles [7][8][9][10][11][12] , whe re the sur fa ce elec tric po ten ti al can not be ea sily mo di fi ed. In our group we have stu di ed the at tach ment of he ma ti te par ticles onto mer cury and sil ver sur fa ces un der dif fe rent condi ti ons [13][14][15][16] . The o re ti cal work has been ma inly de vo ted to ex ten si on of the DLVO the ory of col lo id sta bi lity 17 to he tero co gu la ti on (co a gu la ti on of dis si mi lar par ti cles) [18][19][20] or to the ki ne tics of de po si ti on [21][22][23] .Mi xed sol vent me dia has been used to study the io nic equi li bri um at the he ma ti te/so lu ti on in ter fa ce 24 . In this work the in flu en ce of the sol vent me dia is stu di ed, by me asu ring the num ber of he ma ti te par ti cles at ta ched onto mercury sur fa ces from sus pen si ons in wa ter-ethanol mix tu re...