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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.75.2008.tde-18042008-112255
Documento
Autor
Nome completo
Elton Fabiano Sitta
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2008
Orientador
Banca examinadora
Albuquerque, Hamilton Brandão Varela de (Presidente)
Angelo, Antonio Carlos Dias
Soares, David Mendez
Título em português
Dinâmica oscilatória na eletrooxidação de etileno glicol
Palavras-chave em português
eletrooxidação
etileno glicol
oscilações
Resumo em português
No presente trabalho foram estudados alguns aspectos não lineares da catálise da oxidação de etileno glicol (EG) sob platina em meio alcalino (KOH). A dinâmica do sistema foi investigada através de voltametria cíclica, séries temporais de corrente e potencial e por espectroscopia de impedância eletroquímica. (EIE). Os resultados da EIE revelaram a presença de uma região de resistência diferencial negativa escondida nas proximidades o pico principal obtido na voltametria cíclica. De modo geral o sistema se mostrou apto a oscilar tanto sob regime potenciostático quanto galvanostático e por longos períodos de tempo apresentando uma miríade de estados dinâmicos que incluem oscilações harmônicas, de baixa e alta amplitudes, períodos 2, 3, 4 e modos mistos, além da duplicação de período na transição para o caos. A concentração tanto de EG como de KOH tiveram caráter essencial nos padrões temporais observados. A complexidade dos períodos aumenta com o aumento da concentração de EG resultando em 90% do tempo em que o sistema passa oscilando devotado às oscilações caóticas quando a concentração de EG é de 1,6 M. O aumento da densidade de corrente produz um efeito contrário nos padrões, ou seja, quanto mais alta é a corrente mais simples são os períodos. A influência de alguns produtos de oxidação parcial do EG foi estudada em diferentes condições. Os resultados das mudanças de morfologia das oscilações são racionalizados em termos das eventuais conexões com os intermediários de reação formados durante o processo de oxidação que, por sua vez, dependem da concentração do álcool e da densidade de corrente.
Título em inglês
Oscillatory dynamics in the ethylene glycol electrooxidation reaction
Palavras-chave em inglês
electrooxidation
ethylene glycol
oscillations
Resumo em inglês
In the present work were studied some nonlinear aspects of the catalytic oxidation of ethylene glycol (EG) on platinum electrodes in alkaline media (KOH). The system's dynamics was investigated by means of cyclic voltammetry, current and potential time series, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The EIS results reveal the presence of a hidden negative differential resistance around the main voltammetric peak. Overall, the system was able to oscillate for several periods, displaying a myriad of dynamic states which includes harmonic, small and large amplitude, periods 2, 3, and 4, and mixed-mode oscillations, as well as period doubling transition to chaos. The concentration of both EG and KOH were found to play an essential role in the temporal patterns observed. The complexity of the periods increase with EG concentration resulting in 90% of the oscillating time devoted to chaotic patters when EG concentration is 1.6 M. The increment of the current density produces an opposite behavior of the patters: the higher the applied current the simpler the oscillatory dynamics. The influence of some products of partial EG oxidation was studied under different conditions and compared. The results of the changes in the oscillatory morphology are rationalized in terms of its eventual connection with reaction intermediates formed during the oxidation process that, in turn, depends on the alcohol concentration and on the current density.
 
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EltonSittaR.pdf (7.06 Mbytes)
Data de Publicação
2008-04-22
 
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