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Abstract:
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Neste trabalho investigamos a influência de movimentos convectivos sobre transientes de correntes elétrica obtidas durante a deposição de metais em células eletroquímicas. Observa-se que ao aumentarmos a temperatura do banho além de 315 K os voltamogramas apresentam irregularidades na parte das curvas que corresponde a corrente estacionária (platôs). Estas irregularidades apresentam formas aleatórias em cada varredura, ainda que a preparação do sistema permaneça constante. Observa-se também que a intensidade dessas irregularidades são amplificadas com o aumento da temperatura. No trabalho teórico que desenvolvemos argumentamos que esse comportamento pode ser uma consequência dos movimentos convectivos que se desenvolvem em função de flutuações na concentração do eletrólito, favorecidas pelo aumento de temperatura ou perturbações mecânicas não intencionais no interior da célula eletrolítica. Curvas teóricas de corrente contra potencial que descrevem a deposição de metais em eletrodos de silício são derivadas a partir de um modelo representado por uma equação de balanço unidimensional que inclui difusão e convecção. A cinética reativa, que também está presente no processo, é incluída no modelo através de uma condição de contorno dependente do tempo e determina o abrandamento da concentração na superfície do substrato, até que a concentração alcance um valor final constante. Um caso particular dessa descrição corresponde ao processo de convecção forçada com velocidade constante. Nesse caso a solução do modelo proposto oferece a densidade de corrente, associada com a adsorção de espécies na superfície, o que permite uma análise da contribuição do efeito convectivo sobre as correntes transientes. Concluímos este trabalho examinando o efeito de movimentos convectivos aleatórios, descritos por um algoritmo Monte Carlo que considera a flutuação temporal aleatória de velocidades de convecção, com média nula, e seus efeitos sobre os perfis de correntes transientes. O modelo prevê acentuadas flutuações no voltamograma, especialmente no platô que corresponde a corrente estacionária que se segue ao processo transiente. Os resultados do modelo teórico são confrontados com dados experimentais de forma a checar sua validade. |
