ELEKTROHEMIJSKO PONAŠANJE LEGURE Ag Cu U ALKALNOJ SREDINI

Similar documents
EIS and differential capacitance measurements onto single crystal faces in different solutions Part II: Cu(111) and Cu(100) in 0.

Elektrohemijsko ponašanje Cu24Zn5Al legure u alkalnoj sredini u prisustvu benzotriazola

PRELIMINARY COMMUNICATION Influence of chloride ions on the open circuit potentials of chromium in deaerated sulfuric acid solutions

Jedinjenja iz grupe imidazola kao inhibitori korozije bakra u kiselom rastvoru natrijum-sulfata

Amino kiseline kao inhibitori korozije bakra u 0.05M HCl

Red veze za benzen. Slika 1.

Oksidacija mravlje kiseline na platinskim katalizatorima na ugljeničnom nosaču sa preferencijalno orijentisanim ravnima

Inhibitor effects of Tolytriazole on zinc, cupper and brass surfaces to corrosion effect of environment

Analytical & Bioanalytical Electrochemistry

Liquid membrane ion-selective electrodes for potentiometric dosage of coper and nickel

Elektrohemijska oksidacija jodid-jona u vodenim rastvorima

ANALYTICAL AND NUMERICAL PREDICTION OF SPRINGBACK IN SHEET METAL BENDING

On the kinetics of the hydrogen evolution reaction on zinc in sulfate solutions *

Electrochemical behaviour of alkaline copper complexes

The temperature dependence of the disproportionation reaction of iodous acid in aqueous sulfuric acid solutions

2-AMINO-5-ETHYL-1,3,4-THIADIAZOLE AS INHIBITOR OF BRASS CORROSION IN 3% NaCl. Milan Radovanović, Marija Petrović Mihajlović, Milan Antonijević

Correlating Hydrogen Evolution Reaction Activity in Alkaline Electrolyte to Hydrogen Binding Energy on Monometallic Surfaces

Coulometric generation of H + ions by the anodic oxidation of esters of gallic acid

ELECTROCHEMISTRY. these are systems involving oxidation or reduction there are several types METALS IN CONTACT WITH SOLUTIONS OF THEIR IONS

Projektovanje paralelnih algoritama II

ELECTROCHEMISTRY. these are systems involving oxidation or reduction there are several types METALS IN CONTACT WITH SOLUTIONS OF THEIR IONS

J.Serb.Chem.Soc. 67(11) (2002) UDC : Preliminary communication

CYCLIC VOLTAMMETRIC STUDY OF Pb (II) IN DIFFERENT SODIUM SALTS AS SUPPORTING ELECTROLYTES

Uvod u relacione baze podataka

Cyclic voltammetric studies on gallium film electrodes in alkaline media

Corrosion and Inhibition of Cu-Zn Alloys in Acidic Medium by Using Isatin

Study of the role of sodium hypophosphite in electroless nickel bath solution

Electrochemistry of active chromium. Part III. Effects of temperature

Chemistry 1011 TOPIC TEXT REFERENCE. Electrochemistry. Masterton and Hurley Chapter 18. Chemistry 1011 Slot 5 1

The Effect of Cysteine on the Behaviour of Copper in Neutral and Alkaline Sulphate Solutions

BRONZE CORROSION IN AQUEOUS CHLORIDE MEDIUM

Comparative Studies of the Electrochemical Behavior of Silver Electrode in Chloride, Bromide and Iodide Aqueous Solutions

ANALYSIS OF INFLUENCE OF PARAMETERS ON TRANSFER FUNCTIONS OF APERIODIC MECHANISMS UDC Života Živković, Miloš Milošević, Ivan Ivanov

Division of Physics and Semiconductor Science, Dongguk University, Seoul 04620, South Korea

The effects of -cyclodextrin and ph on bifonazole hydrosolubility

Figure 1. Contact mode AFM (A) and the corresponding scanning Kelvin probe image (B) of Pt-TiN surface.

Comparison of formic acid oxidation at supported Pt catalyst and at low-index Pt single crystal electrodes in sulfuric acid solution

Mathcad sa algoritmima

ABOUT SOME VARIOUS INTERPRETATIONS OF THE FATIGUE CRITERION AT LOW NUMBER OF STRAIN CYCLES UDC Miodrag Janković

ABSTRACT. deposited at the constant current density from pyrophosphate bath at 60 0 C, onto mild steel

Thermodynamic diagrams of the copper/ molten potassium nitrate system

Superkapabaterija na bazi polipirola i cinka sa vodenim rastvorom elektrolita

The effect of solvent on the kinetics of the oxidation of benzaldehydes by quinolinium chlorochromate in aqueous organic solvent media

#13 Electrochemical Cells

UTICAJ RASTVARAČA NA FOTODEGRADACIJU SINTETSKE BOJE REACTIVE ORANGE 16 POMOĆU SIMULIRANE SUNČEVE SVETLOSTI

Our country, our future 525/1 S6 CHEMISTRY PAPER 1 DURATION: 2 HOUR 45 MINUTES

ABSTRACT. ds bond and raised the hydrogen over voltage. Key words: Cyclic voltammetry, Zinc-glycine complexes, Hydrogen evolution, Thiourea

A new technique of arsenic determination based on electrolytic arsine generation and atomic absorption spectroscopy

MATHEMATICAL ANALYSIS OF PERFORMANCE OF A VIBRATORY BOWL FEEDER FOR FEEDING BOTTLE CAPS

STUDY OF Zn (II) IN DIFFERENT SODIUM SALTS AS SUPPORTING ELECTROLYTES USING CYCLIC VOLTAMMETRIC TECHNIQUE

CHEMICAL REACTION EFFECTS ON VERTICAL OSCILLATING PLATE WITH VARIABLE TEMPERATURE

Voltammetry of Aniline with Different Electrodes and Electrolytes

C4 Quick Revision Questions

Unit - 3 ELECTROCHEMISTRY VSA QUESTIONS (1 - MARK QUESTIONS) 3. Mention the purpose of salt-bridge placed between two half-cells of a galvanic cell?

Redox and Electrochemistry

Oxidation-Reduction (Redox)

Current based methods

Sinteza i elektrohemijske osobine kompozita Na1.2V3O8/LTX kao anodnog materijala u natrijum jonskim baterijama

Table S1. Electrocatalyst plating conditions Metal Anode (foil) Plating Potential (V versus Ag/AgCl) Rh Pt 1 M HCl/HPLC.

IGCSE Double Award Extended Coordinated Science

Voltammetric Comparison of the Electrochemical Oxidation of Toluene on Monolithic and Reticulated Glassy Carbon Electrodes in Aqueous Medium

Rešenja zadataka za vežbu na relacionoj algebri i relacionom računu

Maja D. Obradović. ELEKTROHEMIJSKO TALOŽENjE I KARAKTERIZACIJA LEGURE Ni-W

ELECTROCHEMICAL AND SPECTRAL STUDIES OF

Oxygen evolution reaction electrocatalyzed on a Fenton-treated gold surface. P. Esakki Karthik, C. Jeyabharathi and K. L. N.

Multistep Reduction of Oxygen on Polycrystalline Silver in Alkaline Solution

Electrochemical Analysis of Thiourea on Platinum in Non-Aqueous Electrolyte

PbSe 1-X Te X THICK THERMOELECTRIC FILMS OBTAINED BY ELECTROCHEMICAL DEPOSITION FROM AQUEOUS SOLUTIONS

THE CHANGE OF GENETIC AND PHENOTYPIC VARIABILITY OF YIELD COMPONENTS AFTER RECURRENT SELECTION OF MAIZE

Nickel Sulfides Freestanding Holey Films as Air-Breathing Electrodes for. Flexible Zn-Air Batteries

EXPERIMENTAL ANALYSIS OF THE STRENGTH OF A POLYMER PRODUCED FROM RECYCLED MATERIAL

Kinetic study of the reaction between sodium chloroacetate and potassium ethylxanthogenate

Electrochemical study and applications of the selective electrodeposition of silver on quantum dots

A SILVER/SILVER SULPHIDE SELECTIVE ELECTRODE PREPARED BY MEANS OF CHEMICAL TREATMENT OF SILVER WIRE

Fernando O. Raineri. Office Hours: MWF 9:30-10:30 AM Room 519 Tue. 3:00-5:00 CLC (lobby).

CHAPTER-5 CYCLIC VOLTAMETRIC STUDIES OF NOVEL INDOLE ANALOGUES PREPARED IN THE PRESENT STUDY

Effect of Chloride Anions on the Synthesis and. Enhanced Catalytic Activity of Silver Nanocoral

SCHOOL YEAR CH- 19 OXIDATION-REDUCTION REACTIONS SUBJECT: CHEMISTRY GRADE: 12

Corrosion and Inhibition of 316L stainless steel in neutral medium by 2-Mercaptobenzimidazole

The Chemical State of Electrodeposited Thin Cr Films on a Polycrystaline Ni Foil

Supplementary Figure 1 Morpholigical properties of TiO 2-x SCs. The statistical particle size distribution (a) of the defective {001}-TiO 2-x SCs and

ELECTROCHEMISTRY OXIDATION-REDUCTION

Potential Modulated Spectroscopy in Electrochemical Systems

KOROZIONO PONAŠANJE BAKRA U SULFATNOJ SREDINI U PRISUSTVU ORGANSKIH INHIBITORA

Effect of Ball Milling on Electrocatalytic Activity of Ba 0.5 Sr 0.5 Co 0.8 Fe 0.2 O 3 toward Oxygen Evolution Reaction

THERMAL DIFFUSIVITY COEFFICIENTS BY AIR FLUIDIZED BED UDC Jelena N. Janevski, Branislav Stojanović, Mladen Stojiljković

Monodispersed Chromium(III) Hydroxide Particles Exchangeability of Sulphate Ions

Definition 1 An element or compound is oxidized when it gains oxygen atoms

Chapter 18 Electrochemistry. Electrochemical Cells

J.Serb.Chem.Soc. 66(11 12) (2001) UDC : Original scientific paper

The fast dropping oil water electrode

Electronic Supplementary Information

Self-assembled pancake-like hexagonal tungsten oxide with ordered mesopores for supercapacitors

KOH : ; 30 wt. % KOH, %, Na 3 PO 4. ,. 40 g/ L Na 2 CO 3 25 g/ L Na 3 PO 4, 100 ma/ cm 2. 3 mol/ L H 2 SO 4.

CHAPTER 5 REVIEW. C. CO 2 D. Fe 2 O 3. A. Fe B. CO

Guide to Chapter 18. Electrochemistry

NTEGRA for EC PRESENTATION

VELOCITY PROFILES AT THE OUTLET OF THE DIFFERENT DESIGNED DIES FOR ALUMINIUM EXTRUSION

Transcription:

VESNA J. GREKULOVIĆ MIRJANA M. RAJČIĆ-VUJASINOVIĆ ZORAN M. STEVIĆ Univerzitet u Beogradu, Tehnički fakultet u Boru, Bor NAUČNI RAD UDK 669.22 3:544.6 ELEKTROHEMIJSKO PONAŠANJE LEGURE Ag Cu U ALKALNOJ SREDINI U radu su prikazani rezultati ispitivanja elektrohemijskog ponašanja legure Ag Cu sastava 50 mas% Cu. Ispitivano je i ponašanje čistih metala Ag i Cu. Radne elektrode su dobijene metalurškim putem. Merenja su obavljena u rastvoru NaOH koncentracije 1 i 0,5 mol/dm 3. Na cikličnim voltamogramima pojavljuju se strujni talasi koji odgovaraju oksidaciji prisutnih faza u leguri, i koji mogu biti iskorišćeni za karakterizaciju legure Ag Cu. Eksperimenti pri različitim koncentracijama NaOH pokazali su da koncentracija ima veliki uticaj na brzine procesa oksidoredukcije. DOI: 10.2298/HEMIND100114005G Sistem srebro bakar je karakterističan primer dvokomponentne legure eutektičkog tipa, čiji je dijagram stanja dat na slici 1 [1]. Slika 1. Dijagram stanja legure Ag Cu. Figure 1. Phase diagram of Ag Cu alloy. Dijagram stanja ukazuje na to da ovaj sistem pripada tipu sa potpunom rastvorljivošću u tečnom stanju i međusobno ograničenom rastvorljivošću u čvrstom stanju. Rastvorljivost komponenti se smanjuje sa sniženjem temperature. Maksimalna rastvorljivost bakra u srebru na eutektičkoj temperaturi (779 C) iznosi 8,8 mas%. Rastvorljivost srebra u bakru na istoj temperaturi je 8 mas%. Rastvorljivost bakra u srebru na sobnoj temperaturi je 0,2 mas%, a rastvorljivost srebra u bakru je 0,1 mas%. Eutektička tačka odgovara koncentraciji 28,1 mas% Cu i 71,9 mas% Ag. Legure ovog sistema imaju široku primenu pri izradi nakita, pribora za jelo, ukrasnih proizvoda, kovanog novca i medalja, kao i za kontakte i lemove. Legura Ag Cu sa 50 mas% Cu se koristi za lemove u industriji [2]. Autor za prepisku: V. Grekulović, Tehnički fakultet u Boru, Vojske Jugoslavije 12, 19210 Bor. E-pošta: vfajnisevic@tf.bor.ac.rs Rad primljen: 14. januar 2010. Rad prihvaćen: 1. mart 2010. U elektrohemiji se već izvesno vreme koristi metoda ciklične voltametrije za karakterisanje dvokomponentnih legura i čistih metala [3]. Legura Ag Cu je ispitivana sa korozione tačke gledišta [4 6], ali mnogo više je ispitivano elektrohemijsko ponašanje čistog bakra [7 22] i čistog srebra [23 34]. Kako u dostupnoj literaturi nije pronađeno da je ispitivano elektrohemijsko ponašanje legure Ag Cu sastava 50 mas% Cu, cilj ovog rada je proučavanje elektrohemijskog ponašanja ove legure u rastvoru NaOH. Prema Pourbaix-ovom dijagramu, anodna oksidacija srebra u baznoj sredini se može prikazati sledećim jednačinama [35]: 2Ag + H 2 O = Ag 2 O + 2H + + 2e (1) Ag 2 O + H 2 O = 2AgO + 2H + + 2e (2) 2AgO + H 2 O = Ag 2 O 3 + 2H + + 2e (3) Obimna novija elektrohemijska literatura, međutim, prepoznaje bar tri stupnja već pri formiranju oksida jednovalentnog srebra, Ag 2 O [23 28,34]. Anodna oksidacija bakra se može prikazati sledećim jednačinama [35]: 2Cu + H 2 O = Cu 2 O + 2H + +2e (4) Cu 2 O + H 2 O = 2CuO + 2H + +2e (5) Ove reakcije predstavljaju stupnjeve ukupne reakcije date jednačinom: Cu + H 2 O = CuO + 2H + +2e (6) Na pozitivnijim potencijalima se odvija i sledeća reakcija: Cu 2 O + 3H 2 O = 2CuO 2 2 + 6H + + 2e (7) Jednačine koje prikazuju elektrodne potencijale navedenih reakcija u funkciji od ph vrednosti prikazane su u tabeli 1, kao i izračunate vrednosti njihovih ravnotežnih potencijala za ph 12,7 i ph 13,1, kako prema SVE, tako i prema ZKE. EKSPERIMENTALNI DEO Svi eksperimenti su izvedeni na sistemu koji se sastoji od: 105

Tabela 1. Ravnotežni potencijali elektrodnih reakcija na srebru i bakru u alkalnim rastvorima na dve različite ph vrednosti Table 1. Equilibrium potentials of the electrode reactions on silver and copper in alkaline solutions on two different ph values Reakcija broj E 0 (V) = f (ph) E 0 prema SVE, mv E 0 prema ZKE, mv E 0 prema SVE, mv E 0 prema ZKE, mv ph 12,7 ph 13,1 1 E 0 = 1,173 0,0591pH 422 180 398 156 2 E 0 = 1,398 0,0591pH 647 405 624 382 3 E 0 = 1,569 0,0591pH 818 576 795 553 4 E 0 = 0, 471 0,0591pH 279 521 303 545 5 E 0 = 0,669 0,0591pH 81 323 105 347 6 E 0 = 0,570 0,0591pH 181 423 204 446 7 E 0 = 2,560 0,1773pH 308 66 237 5 elektrohemijske ćelije sa tri elektrode (radna, referentna i pomoćna), hardvera (PC, AD/DA konvertor PCI-20428 W proizveden od strane Burr-Brown-a i analogni interfejs razvijen na Tehičkom fakultetu u Boru) [36], softvera za merenje i upravljanje (LabVIEW 6 platforma i specijalno razvijena aplikacija za elektrohemijska merenja). U elektrohemijsku ćeliju ispunjenu radnim rastvorom (0,5 mol/dm 3 NaOH, 1 mol/dm 3 NaOH), uronjene su: a) referentna elektroda zasićena kalomelska elektroda (ZKE); b) radna elektroda (Ag, Cu ili Ag Cu); c) pomoćna elektroda platinska elektroda (platinski lim dimenzija 1 cm 2 cm). Radne elektrode su sačinjene od rafinisanih metala (Ag i Cu) čistoće 99,99% i njihove legure navedenog sastava topljenjem u kvarcnoj peći na temperaturi od 1250 C, zatim livenjem i naknadnim hlađenjem. Dobijeni odlivci su zatim tretirani vodenim rastvorom HNO 3 (1:1) radi uklanjanja oksida formiranih pri hlađenju, a nakon toga su podvrgnuti postupcima valjanja i izvlačenja, pri čemu su dobijene žice dimenzija d = 1 mm i h = 150 mm. Radna površina elektroda iznosi 0,1 cm 2. Priprema za eksperiment je obuhvatala sledeće radnje: dvostruko ispiranje elektrohemijske ćelije, najpre destilisanom vodom, a zatim radnim rastvorom; mehaničko poliranje radne elektrode, najpre abrazivnim papirom, a zatim pomoću filca natopljenog suspenzijom destilisane vode i glinice. REZULTATI I DISKUSIJA Rezultati ispitivanja elektrohemijskog ponašanja legure Ag Cu i čistih metala prikazani su na slikama 2 7. Voltamogrami su dobijeni polazeći od potencijala otvorenog kola. Promena potencijala vršena je ka pozitivnijim vrednostima do početka izdvajanja gasovitog kiseonika što odgovara naglom porastu gustine struje. Na svim slikama prikazani su voltamogrami prvog ciklusa. Na slici 2 prikazani su voltamogrami za čisto srebro pri brzinama promene potencijala od 2, 5 i 20 mv/s. Slika 2. Voltamogrami registrovani za čisto srebro pri različitim brzinama promene potencijala u 1,0 M natrijum-hidroksidu. Figure 2. Cyclic voltammograms obtained for pure silver at different sweep rates in 1.0 M sodium hydroxide. Na slici 2 vidi se da postoje dva definisana i odvojena anodna i dva katodna pika. Na voltamogramu snimljenom pri brzini promene potencijala od 2 mv/s, prvi anodni pik se javlja na potencijalima oko 0,2 V prema ZKE. Vidi se da ga čine dva pika, što znači da se u ovoj oblasti potencijala odigravaju dva procesa. Na osnovu potencijala na kojima se ovi pikovi pojavljuju, trebalo bi ih pripisati reakcijama (1) i (2), tj. formiranju oksida jednovalentnog i dvovalentnog srebra, Ag 2 O i AgO. Međutim, opsežna elektrohemijska istraživanja reakcije oksidacije srebra u alkalnim rastvorima praćena različitim tehnikama analize elektrodne površine pokazala su da se ova dva, znatno preklopljena strujna talasa na potencijalima oko 0,2 V prema ZKE odnose na reakciju (1). Autori koji su se bavili ovom vrstom istraživanja sugerišu da najpre dolazi do formiranja oksida Ag 2 O tipa 1, a zatim i nastajanja Ag 2 O tipa 2 [24 28]. U oblasti potencijala koja odgovara prvom piku dolazi do formiranja dobro definisanih i velikih kristala Ag 2 O oksid tipa 1. Ovaj oksid ne pokriva celu površinu elektrode, već samo pojedina mesta. Ostatak površine elektrode 106

uglavnom ostaje nepokriven ovim oksidom. Na potencijalu sledećeg pika formira se gust i homogen oksidni sloj Ag 2 O oksid tipa 2 [24]. Jako izražen anodni pik pojavljuje se na potencijalima oko 0,52 V prema ZKE, i koji se, takođe prema rezultatima drugih istraživača, pripisuje formiranju oksida AgO, mada bi se prema Purbeovom djagramu ovde moglo očekivati nastajanje oksida Ag 2 O 3. Na katodnom delu takođe postoje dva (odnosno tri) pika, koji u suštini odgovaraju redukciji jedinjenja formiranih pri anodnoj promeni potencijala. Prvi pik je dobro definisan kao i njemu odgovarajući anodni. On se pojavljuje na potencijalima oko 0,31 V prema ZKE. Drugi katodni pik počinje na potencijalima oko 0,05 V prema ZKE. Sa slike se vidi da se i on sastoji od dva posebna pika koji se preklapaju. Čak ni pri maloj brzini promene potencijala oni se nisu potpuno razdvojili i jasnije definisali. Ovaj pik odgovara anodnom piku koji se takođe sastoji od dva posebna pika. Na slici 2 može se videti da se pikovi sa povećanjem brzine promene potencijala proširuju. Prvi anodni i drugi katodni pikovi sve više izgledaju kao jedinstven strujni talas pri većim brzinama promene potencijala. Osim navedenih pikova redukcije, na katodnom delu voltamograma za srebro pojavljuje se i jedan dodatni anodni strujni talas. Assaf i saradnici [4] ovaj talas pripisuju dodatnoj oksidaciji elementarnog srebra do Ag 2 O, ali ne postoje nikakvi dokazi dobijeni nekom od tehnika za analizu površine kojim bi se ova pretpostavka potvrdila. Radi se, u svakom slučaju, o dodatnoj oksidaciji srebra, ali se o vrsti formiranog oksida ne može sa sigurnošću govoriti. Na slici 3 prikazani su voltamogrami za čist bakar snimljeni pri različitim brzinama promene potencijala. pojavljuje široka pasivna oblast. Na potencijalima oko 0,5 V prema ZKE pojavljuje se strujni talas koji je mnogo izraženiji pri većim brzinama promene potencijala, a koji se može pripisati intenzivnom rastvaranju bakra uz formiranje CuO 2 2. Na slici 4 prikazani su voltamogrami za leguru Ag Cu pri različitim brzinama promene potencijala, a na slici 5 upoređen je voltamogram legure sa voltamogramom dobijenim za čist bakar pri istoj brzini promene potencijala. Sa prikazanih voltamograma se može zaključiti da u slučaju legure srebro bakar reakcije na bakru nemaju uticaj na oblik voltamograma za leguru. Slika 4. Voltamogrami registrovani za leguru Ag Cu pri različitim brzinama promene potencijala u 1,0 M natrijum-hidroksidu. Figure 4. Cyclic voltammograms obtained for Ag Cu alloy (50 mass % Ag) at different sweep rates in 1.0 M sodium hydroxide. Slika 3. Voltamogrami registrovani za čist bakar pri različitim brzinama promene potencijala u 1,0 M natrijum-hidroksidu. Figure 3. Cyclic voltammograms obtained for pure copper at different sweep rates in 1.0 M sodium hydroxide. Na svim voltamogramima se može videti da se na potencijalima oko 0,2 V prema ZKE pojavljuje strujni talas koji odgovara formiranju oksida bakra, a zatim se Slika 5. Voltamogrami registrovani za čist bakar i leguru Ag Cu (50% Ag) pri brzini promene potencijala od 20 mv/s u 1,0 M natrijum-hidroksidu. Figure 5. Cyclic voltammograms obtained for pure copper and Ag Cu (50 mass% Ag) alloy at the sweep rate of 20 mv/s in 1.0 M sodium hydroxide. 107

Ukoliko se voltamogrami dobijeni za leguru Ag Cu uporede sa onima dobijenim za čisto srebro, vidi se da prvi anodni i drugi katodni pik izgledaju kompaktno, odnosno u ovom slučaju se ne može zaključiti da se oni sastoje od dva posebna pika. Takođe se vidi da se anodni pikovi sa povećanjem brzine promene potencijala pomeraju ka pozitivnijim potencijalima, a katodni ka negativnijim, kao i u slučaju čistog srebra. Pikovi postaju sve širi i njihovi maksimumi imaju sve veće vrednosti. Na slici 6 prikazani su voltamogrami registrovani za čisto srebro i za leguru Ag Cu pri brzini promene potencijala od 20 mv/s. Slika 7. Voltamogrami registrovani za leguru Ag Cu u 1,0 i 0,50 mol/dm 3 NaOH pri brzini promene potencijala od 20 mv/s. Figure 7. Cyclic voltammograms obtained for Ag Cu (50 mass% Ag) alloy at the sweep rate of 20 mv/s in 1.0 and 0.5 mol/dm 3 NaOH. Slika 6. Voltamogrami registrovani za čisto srebro i leguru Ag Cu (50% Ag) pri brzini promene potencijala od 20 mv/s u 1,0 M natrijum-hidroksidu. Figure 6. Cyclic voltammograms obtained for pure silver and Ag Cu (50 mass% Ag) alloy at the sweep rate of 20 mv/s in 1.0 M sodium hydroxide. Na osnovu dobijenih voltamograma vidi se da dodavanje bakra srebru vodi pomeranju potencijala i anodnih i katodnih pikova za srebro ka negativnijim vrednostima, ukazujući na lakše formiranje oksidnog sloja. Strujni talasi koji bi odgovarali bakru, na ovakvom dijagramu ne mogu biti zapaženi jer je reakcija (5) na bakru za dva reda veličine sporija nego na srebru (slika 3). Dodatni anodni talas na katodnom delu voltamograma koji se pojavljivao kod čistog srebra, na voltamogramu legure je mnogo manje izražen. Ovo je svakako posledica prisustva oksida bakra na površini koji usporava dodatnu oksidaciju srebra. Reakcija izdvajanja kiseonika počinje na negativnijim potencijalima kod legure nego kod čistog srebra, što je posledica prisustva bakra, koji je aktivniji od srebra za ovu reakciju. Na slici 7 prikazani su voltamogrami snimljeni za leguru Ag Cu u 0,5 i 1 mol/dm 3 NaOH pri brzini promene potencijala od 100 mv/s. Na voltamogramima snimljenim za leguru Ag Cu pri različitim koncentracijama pojavljuju se dva anodna i dva katodna strujna talasa. Strujni talasi na voltamogramu snimljenom u 0,5 mol/dm 3 NaOH pojavljuju se na pozitivnijim potencijalima i sa znatno (za red veličine) većim gustinama struje nego strujni talasi koji se pojavljuju na voltamogramu snimljenom za leguru u 1 mol/dm 3 NaOH. Eksperimenti pri različitim koncentracijama NaOH ukazuju na to da koncentracija NaOH ima veliki uticaj na brzinu procesa oksidacije. Mehanizam reakcije, sudeći prema broju anodnih i katodnih strujnih talasa i njihovom obliku, ostaje nepromenjen. ZAKLJUČAK Metoda ciklične voltametrije može da pruži podatke koji neposredno ukazuju na to da li je registrovani voltamogram snimljen na čistom srebru, ili na njegovoj leguri sa bakrom. Razlike se javljuju u gustini struje pri odgovarajućim potencijalima i broju strujnih talasa na anodnom i katodnom delu voltamograma. Na voltamogramu snimljenom za čisto srebro u baznoj sredini pojavljuju se dva anodna i dva katodna strujna talasa. Prvi strujni talas se sastoji od dva znatno spojena strujna talasa koji predstavljaju formiranje najpre oksida Ag 2 O tipa 1, a potom Ag 2 O tipa 2. Drugi strujni talas odgovara formiranju oksida AgO. Voltamogram dobijen za čist bakar u baznoj sredini pokazuje jedan široki strujni talas koji odgovara formiranju oksida, a potom se pojavljuje široka oblast potencijala u kojoj je bakar potpuno pasivan, da bi na potencijalu od oko 0,4 V prema ZKE došlo do izdvajanja kiseonika i verovatno istovremenog rastvaranja bakra uz formiranje anjona CuO 2 2. U baznoj sredini uticaj bakra u leguri Ag Cu na njeno ponašanje je prilično mali i ogleda se u pomeranju anodnih i katodnih pikova za čisto srebro ka negativ- 108

nijim vrednostima. Ovo ukazuje na lakše formiranje oksida srebra i njihovu otežanu redukciju. Upoređivanjem voltamograma snimljenih za leguru Ag Cu u 0,5 i 1 mol/dm 3 NaOH, zaključuje se da se intenzivniji strujni talasi na voltamogramu snimljenom u 0,5 mol/dm 3 NaOH pojavljuju na pozitivnijim potencijalima nego strujni talasi koji se pojavljuju na voltamogramu snimljenom u 1 mol/dm 3 NaOH. LITERATURA [1] K. Dies, Kupfer und Kupferlegierungen in der Technic, Springer-Verlag, Berlin, 1967. [2] P. Gertik, Plemeniti metali, GIP Slobodan Jović, Beograd, 1997. [3] A. Despić, Osnove Elektrohemije 2000, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva, Beograd, 2003. [4] F.H. Assaf, A.M. Zaky, S.S. Abd El-Rehim, Cyclic voltammetric studies of the electrochemical behaviour of copper-silver alloys in NaOH solution, Appl. Surf. Science 18 (2002)18 27. [5] O.A. Hazzazi, A.M. Zaky, M.A. Amin, S.S. Abd El Rehim, Passivation and Cl induced depassivation of Cu Ag alloys in borate buffer solutions, Int. J. Electrochem. Sci. 3 (2008) 489 508. [6] S.M. Skogvold, Ø. Mikkelsen, G. Billon, C. Garnier, L. Lesven, Electrochemical properties of silver copper alloy microelectrodes for use in voltammetric field apparatus, Anal. Bioanal. Chem. 384 (2006) 1567 1577. [7] H.H. Strehblow, V. Maurice, P. Marcus, Initial and later stages of anodic oxide formation on Cu, chemical aspects, structure and electronic properties, Electrochim. Acta 46 (2001) 3755 3766. [8] M.M. Antonijević, S.C. Alagić, M.B. Petrović, M.B. Radovanović, A.T. Stamenković, The influence of ph on electrochemical behavior of copper in presence of chloride ions, Int. J. Electrochem. Sci. 4 (2009) 516 524. [9] J. Eskhult, C. Ulrich, F. Björefors, L. Nyholm, Current oscillations during chronoamperometric and cyclic voltammetric measurements in alkaline Cu(II)-citrate solutions, Electrochim. Acta 53 (2008) 2188 2197. [10] H.H. Strehblow, B. Titze, The investigation of the passive behaviour of copper in weakly acid and alkaline solutions and the examination of the passive film by ESCA and ISS, Electrochim. Acta 25 (1980) 839 850. [11] M.M. Antonijević, S.M. Milić, S.M. Šerbula, G.D. Bogdanović, The influence of chloride ions and benzotriazole on the corrosion behavior of Cu37Zn brass in alkaline medium, Electrochim. Acta 50 (2005) 3693 3701. [12] J. Kunze, V. Maurice, L.H. Klein, H.H. Strehblow, P. Marcus, In situ STM study of the duplex passive films formed on Cu(111) and Cu(001) in 0,1M NaOH, Corros. Sci. 46 (2004) 245 264. [13] V.D. Jović, B.M. Jović, EIS and differential capacitance measurements onto single crystal faces in different solutions. Part II: Cu(111) and Cu(100) in 0.1M NaOH, J. Electroanal. Chem. 541 (2003) 13 21. [14] J. Kunze, V. Maurice, L.H. Klein, H.H. Strehblow, P. Marcus, In situ STM study of the anodic oxidation of Cu(001) in 0.1M NaOH, J. Electroanal. Chem. 554 555 (2003) 113 125. [15] S. Nakayama, T. Kaji, T. Notoya, T. Osakai, Mechanistic study of the reduction of copper oxides in alkaline solutions by electrochemical impedance spectroscopy, Electrochim. Acta 53 (2008) 3493 3499. [16] J. Kunze, V. Maurice, L.H. Klein, H.-H. Strehblow, P. Marcus, In situstm study of the effect of chlorides on the initial stages of anodic oxidation of Cu(111) in alkaline solutions, Electrochim. Acta. 48 (2003) 1157 1167. [17] D. Tromans, R. Sun, Anodic behavior of coper in weakly alkaline solutions, J.Electrochem. Soc. 139 (1992) 1945 1951. [18] S.M. Milić, M.M. Antonijević, Elektrohemijsko ponašanje bakra u alkalnom rastvoru u prisustvu benzotriazola i hloridnih jona, Zaštita materijala 49 (2008) 33 43. [19] J.G. Becerra, R.C. Salvarezza, A.J. Arvia, The influence of slow Cu(OH) 2 phase formation on the electrochemical behaviour of copper in alkaline solutions, Electrochim. Acta. 33 (5) (1998) 613 621. [20] N. Ikemiya, T. Kubo, S. Hara, In situ AFM observations of oxide film formation on Cu(111) and Cu(100) surfaces under aqueous alkaline solutions, Surf. Science 323 (1995) 81 90. [21] B. Ogorevc, G. Tavčar, V. Hudnik, S. Pejovnik, Electrochemical behaviour of a Cu(II) Cu(III) couple: Cyclic voltammetry and kinetic parameters at a platinum electrode in a strong alkaline medium and in the presence of telurate anions, J. Electroanal. Chem. 351 (1993) 81 90. [22] M. Shirkhanzadeh, G.E. Thompson, V. Ashworth, A study of the initial stages in oxidation of copper in alkaline solutions, Corros. Sci. 31 (1990) 293 298. [23] A.M. Zaky, F.H. Assaf, S.S. Abd El Rehim, B.M. Mohamd, Electrochemical behaviour of silver in borate buffer solutions, Appl.Surf. Science 221 (2004) 349 357. [24] B.M. Jović, V.D. Jović, Electrohemical formation and characterization of Ag 2 O, J. Serb. Chem. Soc. 69 (2004) 153 166. [25] T.U. Hur, W.S. Chung, Mechanism of Silver(I) Oxide Formation on Polycrystalline Silver Electrodes in 8 M KOH Solution, J. Electrochem. Soc. 152 (2005) A179 A185. [26] J. Ambrose, R.G. Barradas, The electrochemical formation of Ag 2 O in KOH electrolyte, Electrochim. Acta 19 (1974) 781 786. [27] B.M. Jović, V.D. Jović, G.R. Stafford, Cyclic voltammetry on Ag(111) and Ag(100) faces in sodium hydroxide solutions, Electrochem. Commun. 1 (1999) 247 251. [28] G.T. Burstein, R.C. Newman, Anodic behaviour of scratched silver electrodes in alkaline solution, Electrochim. Acta 25 (1980) 1009 1013. [29] B.G. Poud, D.D. Macdonald, J.W. Tomlinson, The electrochemistry of silver in KOH at elevated temperatures III. Potentiostatic study, Electrochim. Acta 25 (1980) 1293 1296. [30] E.R. Savinova, S. Wasle, K. Doblhofer, Structure and activity relations in the hydrogen peroxide reduction at 109

silver electrodes in alkaline NaF/NaOH electrolytes, Electrochim. Acta 44 (8 9) (1998) 1341 1348. [31] J. M.M. Droog, Oxygen electrosorption on Ag (111) and Ag (110) electrodes in NaOH solution, J. Electroanal. Chem. 115 (2) (1980) 225 233. [32] N. Iwasaki, Y. Sasaki, Y. Nishina, Raman spectral study of a Ag electrode in NaOH solution, Surf. Science 158 (1985) 352 358. [33] D. Hecht, H.-H. Strehblow, XPS investigations of the electrochemical double layer on silver in alkaline chloride solutions, J. Electroanal. Chem. 440 (1997) 211 217. [34] D. Hecht, P. Borthen, H.-H. Strehblow, An X-ray absorption fine structure study of the initial stages of the anodic oxidation of silver, Surf. Science 365 (1996) 263 277. [35] M. Pourbaix, Atlas d equilibres electrochimiques, Gauthier-Villars et Cie, Paris, 1963. [36] Z. Stević, Z. Anđelković, D. Antić, A new PC and Lab- View package based system for electrochemical investigations, Sensors 8 (2008) 1819 1831. SUMMARY ELECTROCHEMICAL BEHAVIOUR OF Ag Cu ALLOY IN ALKALINE MEDIA Vesna J. Grekulović, Mirjana M. Rajčić-Vujasinović, Zoran M. Stević University in Belgrade, Technical Faculty in Bor, Vojske Jugoslavije 12, 19210 Bor, Serbia (Scientific paper) Results of the investigation of electrochemical behaviour of Ag Cu alloy containing 50 mass% Ag and 50 mass% Cu are presented in this paper. Pure silver and copper were also investigated. Working electrodes were prepared by metallurgical process. 1 and 0.5 mol dm 3 solutions of NaOH are chosen as the electrolyte. On the cyclic voltammograms, some current waves corresponding to number and quantity of phases present in the investigated electrodes appeared and they can be used for characterization of investigated alloy. On the voltammogram recorded for pure silver, two anodic and two cathodic peaks appeared. The first peak consisted of two joined current waves which can be ascribed to the formation of the two different types of silver(i) oxide, Ag 2 O. The second peak should correspond to the formation of silver(ii) oxide, AgO. The voltammogram obtained for pure copper exhibits one broad current wave corresponding to the formation of copper oxides, followed by a wide potential area in which copper is completely passive. At 0.4 V vs. SCE, the current starts to increase again due to oxygen evolution and probably due to simultaneous dissolution of copper with formation of CuO 2 2- as a product. In alkaline solutions copper has no significant influence on the shape and current values of the voltammograms recorded for Ag Cu alloy; however, it has influence only on the anodic and cathodic peak potentials, which are shifted to more negative values in comparison to Ag. It could mean an easier formation of oxides and their more difficult reduction. Comparing voltammograms recorded for Ag Cu alloy in 0.5 mol dm 3 NaOH and in 1 mol dm -3 NaOH solutions, one can see that current waves appear at more positive potentials on the voltammograms obtained in the solution of lower concentration and with much higher current densities than those on the voltammograms obtained in the solution of higher concentration. Ključne reči: Ag Cu legura Ciklična voltametrija Voltamogram Natrijum-hidroksid Key words: Ag Cu alloy Cyclic voltammetry Voltammogram Sodium hydroxide 110