Comparative studies of the electroreduction of zinc ions from gluconate solutions

• Autorzy: Rudnik Ewa , Chat Karolina

Identyfikatory

DOI

10.7494/mafe.2019.45.1.19

Warianty tytułu

PL

Badania porównawcze katodowej redukcji jonów cynkowych z roztworów glukonianowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study considers the role of chloride and sulphate anions in the cathodic reduction of zinc ions from gluconate solutions (chloride, sulphate, chloride-sulphate). Cyclic potentiodynamic and potentiostatic polarization measurements, as well as chronoamperometric experiments, were performed. Electrochemical results were correlated with the speciation of the baths. The experiments revealed the inhibiting effect of sulphate ions on the cathodic process caused by the formation of stable neutral ZnSO4 complex in the sulphate-gluconate bath. It resulted in zinc deposition under a limiting current, with the release of metal cation as a rate-determining step. The less stable ZnGlu+ complex dominated both chloride-containing baths, thus the metal deposition ran under activation control. Independent of the solution composition, the nucleation of zinc occurred according to the instantaneous model.

PL

W artykule przedstawiono rolę anionów chlorkowych i siarczanowych w katodowej redukcji jonów cynku z roztworów glukonianowych (chlorkowy, siarczanowy, chlorkowo-siarczanowy). Przeprowadzono pomiary cyklicznej polaryzacji potencjodynamicznej i potencjostatycznej oraz eksperymenty chronoamperometryczne. Wyniki elektrochemiczne skorelowano ze składem jonowym roztworów. Eksperymenty wykazały hamujący wpływ jonów siarczanowych na proces katodowy w kąpieli siarczanowo-glukonianowej spowodowany tworzeniem się stabilnego obojętnego kompleksu ZnSO4. W rezultacie, w elektrolicie siarczanowym osadzanie cynku zachodziło w warunkach prądu granicznego, a etapem powolnym było uwalnianie jonu metalu z kompleksu. W obecności jonów chlorkowych dominujący kompleks stanowił mniej trwały ZnGlu+, a redukcja jonów cynku zachodziła w warunkach kontroli aktywacyjnej. Niezależnie od składu roztworu stwierdzono natychmiastowe zarodkowanie cynku.

Słowa kluczowe

EN

electrodeposition; voltammetry; chronoamperometry; polarization; nucleation

PL

osadzanie katodowe; woltamperometria; chronoamperometria; polaryzacja; nukleacja

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Metallurgy and Foundry Engineering
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 45, no. 1
• Strony: 19--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Rudnik Ewa

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Department of Physical Chemistry and Metallurgy of Non-Ferrous Metals, Krakow, Poland

autor

Chat Karolina

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Department of Physical Chemistry and Metallurgy of Non-Ferrous Metals, Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] www.zinc.org [5.01.2019]
• [2] McNeil I. (ed.): An encyclopedia of the history of technology. Routledge, New York 2002
• [3] Winand R.: Electrodeposition of zinc and zinc alloys. In: Schlesinger M., Paunović M., Modern electroplating, Wiley, Hoboken, New Jersey 2010, 285−307
• [4] Loto C.A.: Electrodeposition of zinc from acid based solutions: a review and experimental study. Asian Journal of Applied Sciences, 5, 6 (2012), 314−326
• [5] Rudnik E., Wojnicki M., Włoch G.: Effect of gluconate addition on the electrodeposition of nickel from acidic baths. Surface and Coatings Technology, 207 (2012), 207, 375−388
• [6] Rudnik E.: Effect of anions on the electrodeposition of tin from acidic gluconate baths. Ionics, 19, 7 (2013), 1047−1059
• [7] Rudnik E.: Effect of gluconate ions on electroreduction phenomena during manganese deposition on glassy carbon in acidic chloride and sulfate solutions. Journal of Electroanalytical Chemistry, 741 (2015), 20−31
• [8] The UPAC stability constants data base, Academic Software and UPAC 1992−2000
• [9] Hayashi T.: Electrodeposition of zinc from gluconate bath. Journal of the Metal Finishing Society of Japan, 20, 3 (1969), 123−128
• [10] Abd El Rehim S.S., Abd El Megui E.A., Abass M.E.A.: Electrodeposition of zinc films from environmentallyfriendly gluconate salt solutions. Products Finishing, 2011, 9; www.pfonline.com/articles/electrodeposition-of-zinc-films-from-environmentally-friendly-gluconate-salt-solutions) [21.12.2018]
• [11] Esfahani M., Zhang J., Durandet Y., Wang J., Wong Y.C.: Electrodeposition of zinc from sulfate and sulfate-gluconate electrolytes in the presence of additives. Journal of the Electrochemical Society, 163, 9 (2016), D476−D484
• [12] Vasantha V.S., Muralidharan V.S.: Electrochemical behaviour of zinc gluconate complexes. Proceedings of Indian Academy of Sciences, 106, 4 (1994), 825−836
• [13] Parkash O.M., Bhasin S.K., Jain D.S.: Polarographic behaviour of complexes of gluconate ions with Zn(II), In(III) and Eu(III). Journal of Less Common Metals, 60, 1978, 179−184
• [14] Torrent-Burguès J., Guaus E.: The electrochemical behaviour of zinc on copper and vitreous carbon electrodes. The influence of gluconate. Portugal Electrochimica Acta, 21, 2003, 179−189
• [15] Survila A.: Electrochemistry of metal complexes: applications from electroplating to oxide layer formation. Wiley, Weinheim 2015
• [16] Greef R., Peat R., Peter L.M., Pletcher D., Robinson J.: Instrumental methods in electrochemistry. Ellis Horwood Ltd., Chichester 1985

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).