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Dissertation

Autor(en): Christian Eickes
Titel: Die autokatalytische H 2 O 2 -Reduktion an Ag-Elektroden
Gutachter: Karl Doblhofer; Klaus Rademann
Erscheinungsdatum: 31.05.2001
Volltext: pdf (urn:nbn:de:kobv:11-10014624)
Fachgebiet(e): Chemie
Schlagwörter (ger): Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS), Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS), Wasserstoffperoxid, autokatalytische Reduktion, negativ differentieller Widerstand (NDR)
Schlagwörter (eng): Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), hydrogen peroxide, autocatalytic reduction, negative differential resistance (NDR)
Einrichtung: Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
Zitationshinweis: Eickes, Christian: Die autokatalytische H 2 O 2 -Reduktion an Ag-Elektroden; Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I , publiziert am 31.05.2001, urn:nbn:de:kobv:11-10014624
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Abstract (ger):
Es konnte vor kurzem gezeigt werden, daß die Reduktion von Wasserstoffperoxid (H2O2) an Silber in Perchlorsäure (HClO4) über zwei parallele Wege verläuft. Die normale Reduktion wird bei einer Überspannung von -1,5 V beobachtet, während die zweite Reduktionsreaktion bei einer deutlich geringeren Überspannung bei -1,0 V stattfindet. Im zweiten Reaktionsweg wird OHad als instabile Zwischenspezies gebildet und wirkt katalytisch auf die H2O2-Reduktion. Daher wird angenommen, daß die zweite Reaktion eine autokatalytische Reduktion ist. Diese autokatalytische Reaktion wird nach einer ge-wissen Zeit deaktiviert, die von der Rotationsgeschwindigkeit der Elektrode abhängig ist. Sie kann wiedererlangt werden, wenn die Elektrode negativ polarisiert wird. In dieser Arbeit wurden Ex-situ-XPS-Messungen an herausgezogenen Ag(111)-Elektroden durch-geführt. Die Analyse führt zu dem Ergebnis, daß die Deaktivierung durch geringe Chlorid-Verunreinigungen verursacht wird. Elektrochemische Impedanzspektren werden zusammen mit numerischen Simulationen der Faradayschen Impedanz des autokata-lytischen Bereiches gezeigt. Diese basieren auf Annahmen von kinetischen Geschwin-digkeitsgesetzen, die früher postuliert wurden. Die experimentellen Daten stimmen sehr gut mit den Ergebnissen der theoretischen Rechnungen überein. Dies unterstützt den angenommen autokatalytischen Mechanismus.
Abstract (eng):
Recently, it was shown that the hydrogen peroxide (H2O2) reduction on silver in perchloric acid (HClO4) proceeds in two parallel paths. The normal reduction is observed at an overpotential of -1.5 V, whereas a second reduction reaction occurs at a significantly lower overpotential at -1.0 V. The second reaction involves the unstable intermediate OHad, which also acts as a catalyst. Hence, the second reaction has been proposed to be an autocatalytic one. This autocatalytic reaction is deactivated after a certain time that depends on the rotation speed of the electrode. It can be recovered if the electrode is negatively polarized. In this thesis work, ex-situ XPS measurements on emersed Ag(111) electrodes were conducted. The analysis leads to the conclusion that the deactivation is caused by a small amount of chloride contamination. Electrochemical impedance spectra are presented together with numerical simulations for the faradaic impedance in the autocatalytic region based on previously suggested kinetic rate laws. The experimental data fit well with the results of the theoretical calculations, which strongly supports the autocatalytic mechanism.
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Generiert am 02.09.2014, 08:57:41