Aplicação do modelo ôhmico na oxidação do chumbo à sulfato de chumbo e na redução do sulfato de chumbo

Abstract

Resumo: Neste trabalho, estudou-se a cinética dos estágios iniciais dos transientes voltamétricos anódico e catódico, no metal chumbo em solução de H2SO4 4,6 M, na região do potencial de sulfato de chumbo. Os dados experimentais foram analisados em função do Modelo Ôhmico. No caso da oxidação, variou-se a velocidade de varredura voltamétrica de 0,1 a 500 mV.s-1. No caso da redução, cresceu-se o filme sempre nas mesmas condições voltamétricas e potenciostáticas e utilizou-se uma velocidade de varredura catódica variando entre 0,1 e 500 mV.s-1. A correção da queda ôhmica dentro do filme possibilitou, pela equação de Tafel na interface metal/filme, o cálculo dos parâmetros anódicos e catódicos do coeficiente de transferência de carga [equação], densidade de corrente de troca [equação] e potencial de Flade (EF = -0,98 V para o caso anódico [equação], para o caso catódico vs. ER Hg/Hg2SO4/H2SO4 4,6 M). Os valores do potencial de Flade estão de acordo com o valor termodinamicamente esperado. Durante o estudo da redução dos filmes passivos de sulfato de chumbo, observou-se o fenômeno de dirupção quando comparadas a carga de formação e a carga de redução do filme. O filme foi caracterizado utilizando os parâmetros sobrepotencial, resistividade e campo elétrico. A reprodutibilidade foi obtida por intermédio de um mecanismo de pré-tratamento antes e de reativação entre cada medida, onde obteve-se uma dispersão de aproximadamente 5% nas condições de pico, sem haver a necessidade da retirada do eletrodo da solução.

Abstract: In this work, we studied the kinetics of the initial stages of anodic and cathodic voltammetric transients in the lead metal in a solution of 4.6M H2SO4, the lead sulfate region's potential. The experimental data were analyzed according to Ohmic Model. In the oxidation, the voltammetric scan rate was varied from 0.1 to 500 mV.s'1. In the reduction, the film was grown under the same voltammetric and potentiostatic conditions, and a cathodic voltammetric scan rate was used raging from 0.1 to 500 mV.s'1. The ohmic drop correction inside the film, utilizing the Tafel equation in the metal/film interface, enables calculation of the anodic and cathodic charge transfer coefficient parameters (am//=0.90, cim//=0-17), exchange current density (i^// = 2.61 mA.ciri2 and i-m/f = 1*10 mA.cm'2) and the Flade potential (EF = -0.98V for the anodic case and Ef = -1.0V for the cathodic case versus RE - 4.6M Hg/Hg2S04/H2S04). The Flade potential values are in agreement with the thermodynamically expected. During the study of passive film reduction of lead sulfate, was observed the disruption phenomenon when the formation and reduction film charges were compared. The film was characterized using overpotential parameters, resistivity and electric field. The reproducibility was obtained through the pre-treatment before and reactivation between each measure, where it was obtained approximately 5% of dispersion in the peak condition, without the necessity to remove the electrode solution.