Article

 

Electromicrogravimmetric Study of the Effect of Cl^– Anions on Thallium Underpotential Deposition Onto Gold

 

Antonio Montes-Rojas*^1,2 and Eric Chainet¹

 

¹ Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces-UMR INPG-CNRS 5631 associée à l'UJF. École Nationale Supérieure d'Electrochimie et d'Electrometallurgie de Grenoble, Domaine Universitaire, 1130 rue de la Piscine, BP 75, 38402 St. Martin d'Hères Francia

² Centro de Investigación y Estudios de Posgrado. Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Av. Dr. Manuel Nava No. 6, Zona Universitaria C.P. 78210, San Luis Potosí, S.L.P. México, Teléfono: (0144) 8262440/46, extensión 561, Fax: (0144) 8262372, e-mail: antonio.montes@uaslp.mx

 

Recibido el 28 de enero del 2005.
Aceptado el 29 de noviembre del 2005.

 

Abstract

The effect of chloride adsorption on underpotential deposition of thallium onto gold electrode was studied using cyclic voltammetry coupled with microgravimetry. The results obtained suggest the existence of two potential regions with different processes occurring during Tl UPD in the presence of anions. In the first zone, at low coverage, there are two simultaneously occurring processes: desorption of all chloride atoms, which are adsorbed on the gold substrate prior to the onset of Tl UPD, and thallium adsorption on the energetically most favorable sites (grain boundaries, steps, etc) present on the electrode surface. During these processes a strong interaction among thallium atoms is induced by the presence of chloride atoms on the adjacent sites. This strong interaction generates sharper current peaks in the voltammogram, associated with the above processes, and their displacement towards cathodic potentials proportional to the anion concentration. However, in the second potential zone at high coverage, the adsorption of thallium atoms takes place on the least accessible sites (terraces) on the gold substrate. In this type of sites, the effect of the presence of chloride atoms on the UPD process is unimportant.

Key words: electromicrogravimmetry, underpotential deposition, thallium, adsorption, chloride.

 

Resumen

El efecto de la co-adsorción de los aniones cloruro sobre la formación del depósito en subpotencial de talio sobre electrodo de oro fue estudiado por el acoplamiento de la voltamperometría cíclica a la microbalanza de cuarzo. Los resultados obtenidos ponen en evidencia dos zonas de potencial en las que ocurren procesos diferentes durante la formación del depósito UPD de talio en presencia de cloruros. En la primera zona, a bajos recubrimientos, se produce simultáneamente la desorción de todos los iones cloruro, que ya recubrían la superficie del electrodo antes de iniciar la formación de la monocapa de talio, y la adsorción de los átomos metálicos de talio en los sitios energéticamente más accesibles (tipo escalón, hueco, etc.). Durante este proceso se produce una fuerte interacción entre los átomos metálicos adsorbidos sobre el sustrato debido a la presencia de los aniones cloruros adsorbidos que se mantienen en los sitios adyacentes. Esta interacción se refleja en picos de corriente más agudos y a un desplazamiento hacia potenciales menos positivos en el voltamperograma. Los resultados obtenidos muestran que este proceso es dependiente de la concentración del anión en solución. En cuanto a la segunda zona de potencial, a altos grados de recubrimiento, sólo se produce la adsorción de los átomos de talio en los sitios menos energéticamente accesibles (tipo terraza) sin una influencia importante de los iones cloruro.

Palabras clave: electromicrogravimetría, depósito a subpotencial, talio, adsorción, cloruro.

 

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