Estudo de Instabilidades Cinéticas na Reação de Eletro Oxidação de Moléculas
Orgânicas Sobre Superfícies de Pt e PtRu.
Doutorando: Márcio Fernandes Silva
Orientador: Pr. Dr. Giuseppe Abíola Câmara da Silva
Resumo
Na segunda metade do século XX a observação do estabelecimento de estruturas
complexas a partir de sistemas simples levou à descrição de fenômenos de autoorganização encontrados em diversas áreas das ciências, como mecânica clássica,
química, biologia, ciências ambientais e de materiais. Este avanço conduziu à
descoberta de fenômenos não lineares em sistemas eletroquímicos, o que proporcionou
relativa fundamentação teórica do assunto. Esse arcabouço conceitual permitiu o
conhecimento de parâmetros que levam ao controle e à predição de regiões onde
ocorram instabilidades cinéticas em sistemas eletroquímicos.
Os principais fatores responsáveis pelo comportamento oscilatório de sistemas
eletroquímicos são uma etapa auto-catalítica e um ciclo realimentação negativo. Outros
fatores importantes, além da interface eletrodo/eletrólito, são todos os elementos de
circuito elétricos tais como resistividade do eletrólito e aparelhos de controle externo
como galvanostato ou potenciostato.
Neste contexto o trabalho em questão investiga os fenômenos oscilatórios
observados na reação de eletro-oxidação de etanol e glicerol em superfícies
eletrodepositadas de Platina e Platina-Rutênio. O uso de eletrodepósitos de Pt-Ru se
justifica pela necessidade de se alterar os recobrimento superficiais de CO e oxigênio na
superfície e investigar como estas variações influenciam nas oscilações, uma vez que
CO é um intermediário importante durante a eletrooxidação de moléculas orgânicas e
pode desempenhar papel fundamental no surgimento de oscilações eletroquímicas.
Os experimentos eletroquímicos foram realizados em célula convencional de três
eletrodos na presença de etanol 0,5 mol L-1 e glicerol 2,5 mol L-1. O eletrodo de
referência foi o eletrodo reversível de hidrogênio, preparado na solução do eletrólito
(HClO4 0,1 mol L-1 ou H2SO4 0,5 mol L-1). O contra eletrodo foi uma disco de platina.
Como eletrodo de trabalho utilizou-se um eletrodepósito de Pt-Ru em superfície de
ouro.
Para o acompanhamento dos modos vibracionais do CO fez-se uso da técnica de
ATR-SEIRAS (Surface Enhancement Infrared Absorption Spectroscopy). Para tanto os
eletrodepósitos de Pt e PtRu foram preparados em prisma de Si com deposição prévia
de Au.
Os resultados obtidos para PtRu indicam uma cinética oscilatória rica e
evidenciam o papel dos átomos de Ru na natureza da oscilação. Os experimentos
espectroeletroquímicos deixam claro que a população de CO está diretamente vinculada
aos ciclos de inibição-ativação observados durante os experimentos eletroquímicos.
As próximas etapas deste trabalho envolvem a manufatura de eletrodepósitos de
Pt e PtRu para os experimentos de ATR (Reflexão Total Atenuada) aqui no instituto de
química da UFMS, já que os experimentos de ATR foram realizados no IQSC.
Pretende-se ainda construir um modelo cinético que descreva as oscilações observadas e
as relacione com a composição superficial de Pt e Ru.
Palavras-chave: Etanol, Glicerol, Platina-Rutênio, Instabilidades Cinéticas.