METODE ROTIRAJUĆEG DISKA I ROTIRAJUĆEG DISKA I PRSTENA

Similar documents
SIMPLE PAST TENSE (prosto prošlo vreme) Građenje prostog prošlog vremena zavisi od toga da li je glagol koji ga gradi pravilan ili nepravilan.

GUI Layout Manager-i. Bojan Tomić Branislav Vidojević

Ispitivanje redukcije kiseonika na polikristalnoj platinskoj elektrodi u tečnim sistemima voda-aprotični rastvarač

CJENIK APLIKACIJE CERAMIC PRO PROIZVODA STAKLO PLASTIKA AUTO LAK KOŽA I TEKSTIL ALU FELGE SVJETLA

Biznis scenario: sekcije pk * id_sekcije * naziv. projekti pk * id_projekta * naziv ꓳ profesor fk * id_sekcije

Ulazne promenljive se nazivaju argumenti ili fiktivni parametri. Potprogram se poziva u okviru programa, kada se pri pozivu navode stvarni parametri.

Podešavanje za eduroam ios

DEFINISANJE TURISTIČKE TRAŽNJE

Eduroam O Eduroam servisu edu roam Uputstvo za podešavanje Eduroam konekcije NAPOMENA: Microsoft Windows XP Change advanced settings

TRAJANJE AKCIJE ILI PRETHODNOG ISTEKA ZALIHA ZELENI ALAT

KAPACITET USB GB. Laserska gravura. po jednoj strani. Digitalna štampa, pun kolor, po jednoj strani USB GB 8 GB 16 GB.

IZDAVANJE SERTIFIKATA NA WINDOWS 10 PLATFORMI

Vodonična alkalna gorivna ćelija sa membranom od polivinil alkohola i srebrnim katalizatorom

Struktura indeksa: B-stablo. ls/swd/btree/btree.html

Bušilice nove generacije. ImpactDrill

Nejednakosti s faktorijelima

DC MILIAMPERSKA MERNA KLJESTA,Procesna merna kljesta KEW KYORITSU ELECTRICAL INSTRUMENTS WORKS, LTD. All rights reserved.

AMRES eduroam update, CAT alat za kreiranje instalera za korisničke uređaje. Marko Eremija Sastanak administratora, Beograd,

ELEKTROHEMIJSKO ISPITIVANJE OSAMNAESTOKARATNOG ZLATA U KISELOJ SREDINI*

Otpremanje video snimka na YouTube

Uvod u relacione baze podataka

Uticaj stanja površine metala na sjaj i strukturu metalnih prevlaka - II deo: morfologija i struktura elektrohemijski istaloženih prevlaka metala

3D GRAFIKA I ANIMACIJA

ENR 1.4 OPIS I KLASIFIKACIJA VAZDUŠNOG PROSTORA U KOME SE PRUŽAJU ATS USLUGE ENR 1.4 ATS AIRSPACE CLASSIFICATION AND DESCRIPTION

STRUČNA PRAKSA B-PRO TEMA 13

TEHNO SISTEM d.o.o. PRODUCT CATALOGUE KATALOG PROIZVODA TOPLOSKUPLJAJUĆI KABLOVSKI PRIBOR HEAT-SHRINKABLE CABLE ACCESSORIES

Automatske Maske za zavarivanje. Stella, black carbon. chain and skull. clown. blue carbon

Korozija visokohromnog belog gvožđa u kiseloj sredini

Mogudnosti za prilagođavanje

NAUČ NI Č LANCI POREĐENJE SNAGE ZA JEDNU I DVE KONTRAROTIRAJUĆE HIDRO TURBINE U VENTURIJEVOJ CEVI DRUGI DEO

Primena elektrohemijskih metoda za prečišćavanje otpadnih voda. Deo I. elektrodepozicija i elektrokoagulacija

UNIVERZITET U BEOGRADU RUDARSKO GEOLOŠKI FAKULTET DEPARTMAN ZA HIDROGEOLOGIJU ZBORNIK RADOVA. ZLATIBOR maj godine

1.7 Predstavljanje negativnih brojeva u binarnom sistemu

RANI BOOKING TURSKA LJETO 2017

ZBIRKA ZADATAKA IZ TEHNIČKIH MATERIJALA POGONSKE MATERIJE

BENCHMARKING HOSTELA

Idejno rješenje: Dubrovnik Vizualni identitet kandidature Dubrovnika za Europsku prijestolnicu kulture 2020.

- Italy. UNIVERZALNA STANICA ZA ZAVARIVANJE, SPOTER - sa pneumatskim pištoljem sa kontrolnom jedinicom TE95-10 KVA - šifra 3450

Tutorijal za Štefice za upload slika na forum.

Kombinovane metode u elektrohemijskim istraživanjima

CJENOVNIK KABLOVSKA TV DIGITALNA TV INTERNET USLUGE

TRENING I RAZVOJ VEŽBE 4 JELENA ANĐELKOVIĆ LABROVIĆ

SVEUĈILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET KEMIJSKOG INŢENJERSTVA I TEHNOLOGIJE SVEUĈILIŠNI PREDDIPLOMSKI STUDIJ. Mia Plenĉa ZAVRŠNI RAD. Zagreb, rujan 2015.

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET KEMIJSKOG INŽENJERSTVA I TEHNOLOGIJE SVEUČILIŠNI DIPLOMSKI STUDIJ

Upute za korištenje makronaredbi gml2dwg i gml2dgn

ECONOMIC EVALUATION OF TOBACCO VARIETIES OF TOBACCO TYPE PRILEP EKONOMSKO OCJENIVANJE SORTE DUHANA TIPA PRILEP

PROJEKTNI PRORAČUN 1

KABUPLAST, AGROPLAST, AGROSIL 2500

ANALIZA PRIMJENE KOGENERACIJE SA ORGANSKIM RANKINOVIM CIKLUSOM NA BIOMASU U BOLNICAMA

SAS On Demand. Video: Upute za registraciju:

Port Community System

Croatian Automobile Club: Contribution to road safety in the Republic of Croatia

KAKO GA TVORIMO? Tvorimo ga tako, da glagol postavimo v preteklik (past simple): 1. GLAGOL BITI - WAS / WERE TRDILNA OBLIKA:

Dr Dejan Bogićević, dipl. inž. saob., VTŠSS Niš Dušan Radosavljević, dipl. inž. saob., VTŠSS Niš; Nebojša Čergić, dipl. inž. saob.

STRUKTURNO KABLIRANJE

=17.493, 00 =32.744, , 00. Vrednost potrošno za popust 37%

OPTIMIZACIJA POSTUPKA SINTEZE KALCIJUM- I NATRIJUM-CITRATA U LABORATORIJSKIM I POLUINDUSTRIJSKIM USLOVIMA

NUMERIČKO REŠAVANJE TRANSPORTNE JEDNAČINE SA PRIMENOM NA PODZEMNE VODE

Priprema podataka. NIKOLA MILIKIĆ URL:

STABLA ODLUČIVANJA. Jelena Jovanovic. Web:

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU METALURŠKI FAKULTET. Martin Domitrović ZAVRŠNI RAD

PROFOMETER 5+ lokator armature

POSEBNA POGLAVLJA INDUSTRIJSKOG TRANSPORTA I SKLADIŠNIH SISTEMA

Upotreba selektora. June 04

MINISTRY OF THE SEA, TRANSPORT AND INFRASTRUCTURE

Donosnost zavarovanj v omejeni izdaji

DANI BRANIMIRA GUŠICA - novi prilozi poznavanju prirodoslovlja otoka Mljeta. Hotel ODISEJ, POMENA, otok Mljet, listopad 2010.

PRŽNO Tourist complex

СТРУКТУРА СТАНДАРДА СИСТЕМАМЕНАЏМЕНТАКВАЛИТЕТОМ

Halina, Hesus. (Advent) œ N œ œ œ. œ œ œ œ œ. œ. œ œ œ œ. œ œ. C F G7sus4. œ. # œ œ J œ œ œ J. œ œ. J œ. # œ. # œ œ œ

CRNA GORA

Windows Easy Transfer

ZAVARIVANJE PARAMETRI ZAVARIVANJA I NJIHOV UTICAJ NA KVALITET I VIZUELNI IZGLED ZAVARENOG SPOJA TJ. ZAVARA

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET KEMIJSKOG INŢENJERSTVA I TEHNOLOGIJE SVEUČILIŠNI DIPLOMSKI STUDIJ. Ema Antonia Gospić DIPLOMSKI RAD

WELLNESS & SPA YOUR SERENITY IS OUR PRIORITY. VAŠ MIR JE NAŠ PRIORITET!

OTAL Pumpa za pretakanje tečnosti

- Vežba 1 (dodatan materijal) - Kreiranje Web šablona (template) pomoću softvera Adobe Photoshop CS

Sistemi diferencijalnih jednačina i primene u farmaciji i ekologiji

Tema 2: Uvod u sisteme za podršku odlučivanju (VEŽBE)

INSTALIRANJE SOFTVERSKOG SISTEMA SURVEY

Prvi koraci u razvoju bankarskog on-line sistema u Japanu napravljeni su sredinom 60-tih godina prošlog veka i to najpre za on-line, real-time obradu

PRIMANJE I ODAVANJE VODE. Difuzija, osmoza i imbibicija

NIS PETROL. Uputstvo za deaktiviranje/aktiviranje stranice Veleprodajnog cenovnika na sajtu NIS Petrol-a

POREĐENJE SNAGE ZA JEDNU I DVE KONTRAROTIRAJUĆE HIDRO TURBINE U VENTURIJEVOJ CEVI (prvi deo)

DIGITALNE METODE MERENJA UGAONE BRZINE MOTORA I POGONSKIH MEHANIZAMA

KONFIGURACIJA MODEMA. ZyXEL Prestige 660RU

Kooperativna meteorološka stanica za cestovni promet

ALEKS - TRAVEL Rakovac - Bujanovac

1. Multivarijaciona statistička analiza 1

3.2. Prikazati podatke o svim proizvodima, koji se proizvode u Zrenjaninu.

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET ELEKTROTEHNIKE I RAČUNARSTVA IZVORI NAPAJANJA ELEKTRONIČKIH UREĐAJA. LiION akumulatori. Maja Filaković,

NESTABILNOSTI U PROCESU NITRIRANJA PULSIRAJUĆOM PLASMOM

prese presses proizvedene u kija-inoxu made by kija-inox

Klasterizacija. NIKOLA MILIKIĆ URL:

OPTIMIZACIJA POSTUPKA SINTEZE KALCIJUM-LAKTAT PENTAHIDRATA U LABORATORIJSKIM I POLUIN- DUSTRIJSKIM USLOVIMA

MRS. MRSLab03 Metodologija Razvoja Softvera Vežba 03 LAB Dijagram aktivnosti

1. Instalacija programske podrške

TEHNIĈKO VELEUĈILIŠTE U ZAGREBU ELEKTROTEHNIĈKI ODJEL Prof.dr.sc.KREŠIMIR MEŠTROVIĆ POUZDANOST VISOKONAPONSKIH PREKIDAĈA

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET KEMIJSKOG INŽENJERSTVA I TEHNOLOGIJE SVEUČILIŠNI DIPLOMSKI STUDIJ

24th International FIG Congress

Transcription:

METODE ROTIRAJUĆEG DISKA I ROTIRAJUĆEG DISKA I PRSTENA Rotirajuća disk elektroda Metode rotacione disk elektrode (RDE) i rotacione disk elektrode sa prstenom (RDEP) spadaju u tzv. hidrodinamičke metode, koje uključuju konvektivan transport mase od i prema elektrodi rotacijom elektrode. Jedna od najvažnijih prednosti hidrodinamičkih metoda je ta da brzina konvektivnog transfera mase ka elektrodi po veličini prevazilazi kinetiku prostog procesa difuzije, što dovodi do toga da je relativni doprinos transfera mase ukupnoj kinetici procesa mnogo manji nego u slučaju proste difuzije kod stacionarnih elektroda. Ovo je od posebnog značaja kod ispitivanja elektrohemijskih reakcija poput reakcije oksidacije vodonika (RIV), oksidacije ugljen monoksida ili reakcije redukcije kiseonika (RRK), s obzirom na jako malu rastvorljivost ovih gasova u vodenim rastvorima na sobnoj temperaturi, reda veličine 10-5 -10-6 mol cm -3. Konstrukcija hidrodinamičkih elektroda koje obezbeđuju poznate i reproduktivne uslove transfera mase, međutim, složenija je od konstrukcije stacionarnih elektroda. Teorijski tretman vezan za primenu ovih metoda, takođe, je složeniji i uključuje određivanje profila brzina elektrolita kao funkcije rotacione brzine, viskoznosti i gustine. U praksi je dobijanje egzaktnog analitičkog rešenja ovog problema retko moguće, a jedan od retkih sistema za koji je to moguće je rotaciona elektroda oblika diska ili prstena. Shematski prikaz rotacione disk elektrode dat je na slici 1. Rotaciona disk elektroda (RDE) sastoji se iz glatke kružne cilindrične elektrode čije su ivice uronjene u izolacioni materijal, a samo je površina preseka izložena elektrolitu. Normala na radnu površinu, na slici Sl 1. Shematski prikaz konstrukcije rotirajućedisk elektrode (RDE) sa predstavljenim oblikom linija strujanja elektrolita (pogld sa strane i odozgo) u okolini diska. Na slici, z predstavlja osu rotacije. označena sa z, predstavlja osu rotacije. Za vreme rotacije, elektroda deluje kao pumpa, usisavajući elektrolit ka površini diska i radijalno ga potiskujući u rastvor. Linije strujanja elektrolita u blizini površine elektrode imaju oblik predstavljen na slici 1. Znajući brzine elektrolita u vertikalnom i radijalnom smeru moguće je da se odredi brzina toka mase do površine disk elektrode preko debljine difuzionog sloja, δ RDE, izračunatog korišćenjem izraza: (1) gde su ν, D i ω kinematička viskoznost elektrolita, difuzioni koeficijent reaktanta u elektrolitu, i ugaona brzina rotacije elektrode (izražena u rad/s), respektivno. Na osnovu jednačine (1), debljina difuzionog sloja RDE zavisi samo od brzine rotacije. Debljina difuzionog sloja kod RDE je u proseku dva reda veličine manja od vrednosti za stacionarne elektrode (priblizno 20 μm u poređenju sa oko 500 μm [E. Gileadi, Electrode Kinetics for Chemical Engineers and Material Scientists, VCH- Publisher (UK), London, 1993]. Predpostavljajući važenje Fikovog (Fick) zakona, granična difuziona struja na elektrodi može se definisati kao funkcija debljine difuzionog sloja:

(2) Parametri u jednačini su: n, broj elektrona koji se razmenjuju u reakciji; F, faradejeva konstanta; c 0, koncentracija reaktanta u dubini elektrolita (balk koncentracija). Kombinujući izraze (1) i (2) dolazimo do jednačine Leviča (Levich) za graničnu difuzionu struju na RDE, I d,rde (jednačina (3)): (3) koja, za razliku od jednačine koja opisuje graničnu difuzionu struju na stacionarnim elektrodama, ne sadrži vremensku promenjivu i koja je samo određena brzinom rotacije elektrode. U poslednjem izrazu B označava tzv. Levičevu konstantu. Kada se radi o veoma niskim koncentracijama reaktanata, vremenski nezavisna mala debljina difuzionog sloja na RDE rezultira većim vrednostima, konstantnih, gustina struja u poređenju sa stacionarnim elektrodama. Rotirajuća elektroda disk - prsten Slika 2. I-E krive kvazireverzibilnog redoks sistema Fe(CN) 6 3- /Fe(CN) 6 4- iste koncentracije 10-2 M, u osnovnom rastvoru 0,5 M KCl, na rotirajućem Pt disku za različite frekvencije obrtanja. Kod rotirajuće elektrode oblika diska proizvod elektrodne reakcije se konstantno uklanja sa površine diska. Stoga pri obrtanju smera polarizacije elektrode, pod uslovom da je brzina polarizacije dovoljno mala, dobija se ista polarizaciona kriva. Dodatne informacije o procesu koji se odigrava na disku mogu se dobiti dodatkom još jedne elektrode prstenastog oblika koja okružuje disk. Ovo predstavlja osnovu konstrukcionog rešenja metode rotacione elektrode tipa diska sa prstenom (RDEP). Metoda RDEP je posebno pogodna u proučavanju višestepenih procesa ili procesa adsorpcije. Sama prstenasta elektroda može se koristiti nezavisno od disk elektrode. U ovom slučaju, ograničenja transfera mase prema prstenu su manja od onih na disku pri istim vrednostima A i ω, zbog toga što se dotok elektrolita prema prstenu dešava pretežno radijalno u odnosu Slika 3. Shematski prikaz konstrukcije rotirajuće elektrode tipa diska sa prstenom (RDEP). Na slici su predstavljene veličine r 1, r 2 i r 3, koje definišu vrednost konstante β u izrazu 3. na osu prstena, dok se ka disku masa kreće pretežno u pravcu normalnom na ravan diska. Ovo dodatno komplikuje teorijsku analizu prstenaste elektrode, jer se u konvektivno-difuzionu jednačinu mora uključiti i član koji daje transfer mase u radijalnom pravcu. Shematski prikaz

rotacione disk elektrode sa prstenom data je na slici 3. Kao što je već rečeno, RDEP se sastoji od dve koncentrične elektrode: disk elektrode čiji je poluprečnik r 1 i prstenaste elektrode sa unutrašnjim i spoljašnjim poluprečnikom r 2 i r 3, respektivno. Disk i prstenasta elektroda razdvojene su izolacionim materijalom debljine r 2 -r 1. Linije strujanja elektrolita za vreme rotacije RDEP istog su oblika kao na RDE, prikazanog na slici 1. Granična difuziona struja na prstenastoj elektrodi, analogno I d,rde (jednačina (2)), data je izrazom (4): gde je β konstanta bazirana na radijusima disk elektrode i prstena (β=r 3 3 /r 1 3 -r 2 3 /r 1 3 ). (4) Kod metode RDEP moguće je izdvojiti nekoliko različitih tipova ekesperimenata. Najuobičajeniji su tzv. kolekcioni i zaklanjajući eksperimenti [W.J. Albery, M.L. Hitchman, Ring-Disc Electrodes, Clarendon Press, Oxford, 1971.]. KOLEKCIONI EKSPERIMENTI. U ovom tipu eksperimenata, vrste nastale na disk elektrodi za vreme nekog od redoks procesa se detektuju (kolektuju) u uslovima potpune konvektivno-difuzione kontrole na nezavisno potenciostatski kontrolisanoj prstenastoj elektrodi. Zavisno od veličina r 1, r 2 i r 3, na prstenastoj elektrodi se detektuje samo deo ukupne količine vrsta nastalih na disk elektrodi. Odnos struja prstenaste elektrode u odnosu na struju disk elektrode naziva se kolekciona efikasnost: (5) Uobičajeni način eksperimentalnog odredjivanja veličine N je oksidacija heksacijanoferata(ii) (sa Fe 2+ kao centralnim jonom) na prstenastoj elektrodi, na potencijalu koji odgovara difuzionoj kinetici, (na pr. +0.4 V prema slici 2), koji se formira na disk elektrodi reakcijom redukcije heksacijanoferata(iii) (Fe 3+ ), pri čemu potencijal diska odgovara difuziono kontrolisanoj redukciji (na pr. -0.1 V prema slici 2). Koleksiona efikasnost je tada prosto odnos jačine struje prstena i struje diska. Kolekciona efikasnost se takođe može i terijski izračunati, korišćenjem relativno komplikovanog izraza, koji zavisi samo od radijusa disk i prstenaste elektrode. EKSPERIMENT ZAKLANJANJA. Kod ovog tipa eksperimenata na prstenastoj i disk elektrodi prati se odigravanje iste redoks reakcije. Potencijal prstenaste elektrode nalazi se na vrednosti koja odgovara graničnoj konvektivno-difuzionoj struji redoks procesa. Kada se potencijal disk elektrode nalazi na vrednosti na kojoj se dati proces ne odigrava, tj na vrednosti na kojoj je I Disk =0, struja koja se detektuje na prstenastoj elektrodi se naziva nezaklonjena (unshielded) struja prstena, koja je u vezi sa graničnom strujom diska, I d,disk, ukoliko bi se na njoj odigravala reakcija, preko jednačine: (6) Ukoliko se, sada, disk elektroda nađe na potencijalu na kome I Disk 0 fluks elektroaktivne vrste koji dolazi do prstenaste elektrode biće umanjen kao posledica njenog trošenja u redoks procesu na disk elektrodi. Veličina ovog smanjenja biće jednaka fluksu proizvoda reakcije na disku u uslovima kolecionih RDEP eksperimenata, tj NI Disk. Zbog toga se za graničnu struju prstenaste elektrode u uslovima kada I Disk nije jednaka nuli dobija: (7)

U specijalnom slučaju kada struja diska odgovara graničnoj konvektivno-difuzionoj struji, za struju prstena se dobija da je jednaka: (8) Faktor Nβ -2/3 u zagradi predhodnog izraza, zove se FAKTOR ZAKLANJANJA, dok N ima uobičajeno značenje kolekcione efikasnosti. Eksperimenti zaklanjanja omogućuju, dakle, razdvajanje ukupne struje disk elektrode na komponente koje odgovaraju pojedinačnim procesima. Za detaljniji teorijski opis RDE i RDEP može se još pogledati [W.J. Albery, M.L. Hitchman, Ring-Disc Electrodes, Clarendon Press, Oxford, 1971. ; V.G. Levich, Physicochemical Hydrodynamics, Prentice Hall, Engelwood Cliffs, NJ, 1962.; J.S. Newman, Electrochemical Methods, Prentice Hall, Engelwood Cliffs, NJ, 1973. ] REDUKCIJA KISEONIKA: RESAVANJE MEHANIZMA REDUKCIJE METODOM ROTIRAJUCEG DISKA I PRSTENA Reakcija redukcije kiseonika je složena višeelektronska reakcija koja može uključivati veći broj elementarnih stupnjeva i teći uz formiranje velikog broja reakcionih intermedijera. U literaturi je predložen veliki broj rekcionih puteva i mogućih reakcionih intermedijera. U cilju analize uticaja prirode metala i ph vrednosti na RRK često se koristi pojednostavljena shema na slici 3, predložena od strane Vroblove (Wroblova) i saradnika, primenljiva kako u kiselim tako i u alkalnim rastvorima Na osnovu ove reakcione sheme, O 2 koji de Sl 4: Shema reakcionih puteva redukcije kiseonika na Pt elektrodi [H.S. Wroblowa, Y.-C. Pan, G. Razumney, J. Electroanal. Chem., 1976, 69, 195. ] adsorbuje na površini platinske elektrode može se elektrohemijski redukovati ili direktno do vode, sa konstantom brzine k 1, uz utrošak 4 elektrona po molekuli O 2, bez formiranja H 2 O 2 kao intermedijera (to je tzv. direktna 4e - redukcija) ili do adsorbovanog peroksida, H 2 O 2,ad, uz utrošak 2 elektrona, sa konstantom brzine k 2 ( serijska 2e - redukcija), uz dalju redukciju apsorbovanog peroksida do vode, uz utrošak još dva elektrona sa konstantom brzine k 3 ( serijski 4e- reakcioni put). Adsorbovani peroksid se može osim redukcije još i katalitički (hemijski) razložiti na površini elektrode, konstantom brzine k 4, ili desorbovati sa elektrode u rastvor elektrolita ( konstanta brzine k 5 ). Direktna 4e- redukcija zaheva disocijaciju molekularnog kiseonika pre transfera prvog elektrona. S obzirom na veliku energiju disocijacije O 2, ovaj tip reakcionog puta favorizovan je na metalima kod kojih je energija inerakcije M-O veoma jaka, ne manja od 250 kj/mol. Međutim, metali sa veoma jakom vezom M-O imaju slabu aktivnost za reakciju redukcije kiseonika, zbog toga što se reakcija prekida formiranjem površinskog OHad., tj reakcija postaje ograničena sporošću desorpcije kiseoničnih vrsta sa površine. Energetski povoljniji reakcioni put je superokso/perokso put, sa transferom prvog elektrona na molekul kiseonika. Energija disocijacije O 2,ad - i/ili O 2,ad2 - je mnogo niža od energije disocijacije molekularnog kiseonika (za odprilike 100 kj/mol), što rezultuje u relativno brzoj kinetici redukcije kiseonika bez zahteva za jaku M-O vezu. Peroksidni intermedijer, adsorbovan na površini, može ili ne mora biti dalje redukovan do vode, zavisno od relativnog odnosa brzina stupnjeva k 4 i k 5. Iako postoje brojna pitanja vezana za interpretaciju ovog reakcionog puta, veći broj studija ukazuju na serijski reakcioni put, preko formiranja peroksidnog, H 2 O 2,ad, intermedijera kao operativnog puta reakcije redukcije kiseonika na čistim metalima platine, zlata, bakra i njihovih legura. Ovo se može

smatrati specijalnim slučajem generalno predloženog mehanizma kod koga je k 1 praktično jednaka nuli, tj do raskidanja O-O veze ne dolazi pre formiranja peroksidne vrste. U svakom slučaju, čini se da je kinetički odlučujući stupanj transfer prvog elektrona na O 2 i formiranje superokso radikal anjona, O 2,ad - : (9) Ovde je pretpostavljeno da je elektron transfer proces koji se odigrava u unurašnjoj sferi, tj do transfera elektrona dolazi sa metala na adsorbovanu vrstu na elektrodi. Zbog toga je ukupna aktivaciona energija procesa umanjena za energiju adsorpcije reakcionog intermedijera. Sl 5. Struje diska (I D ) i struje prstena (I R ) za redukciju kiseonika RRK na Pt(100) Pt(110) i Pt(111) u kiselim i alkalnoj sredini. [C.A. Lucas, N.M. Markovic, Encyclopedia of Electrochemistry, Vol.2, sect. 4.1.2.1.2., Wiley- VCH, 2004] Metoda diska i prstena je pogodna za ispitivanje mehanizma redukcije kiseonika. Naime vodonik peroksid je vrsta koja se može detektovati elektrohemijski pošto se može oksidovati do vode u difuziono kontrolisanom procesu. Ako se potencijal diska podesi na vrednost koja odgovara redukciji kiseonika, a potencijal prstena na vrednost koja odgovara oksidaciji vodonik peroksida difuzionom kinetikom, može se pratiti da li i u kojoj meri redukcija kiseonika teče do vode, a u kojoj samo do vodonik peroksida. Naime ako se redukcija kiseonika odigrava 4e - putem, dakle do vode, na prstenu se neće detektovati nikakva struja. Medjutim ako deo vodonik peroksida uspe da se desorbuje pre redukcije (k 5 veća od 0), on će dolaziti do prstena i oksidovati se pa će struja prstena biće veća od nule. Poznavajući kolekcionu efikasnost može se iz odnosa struja prstena i diska tačno odrediti koja frakcija redukcije kiseonika teče 4e - a koja 2e - putem. Radi ilustracije slika 5 prikazuje ispitivanje redukcije kiseonika u rastvorima 0.05 M H 2 SO 4, 0.1M HClO 4 i 0.1 M KOH zasićenim kiseonikom, na monokristalnim površinama platine različitih Milerovih indeksa. Pošto je struja prstena jednaka nuli na svim potencijalima većim od 0.4 V u odnosu na vodoničnu referentnu elektrodu, to znači da na tim potencijalima redukcija teče 4e - putem. Na potencijalima manjim od 0.4 V pojavljuje se struja prstena, što znači da se smanjuje udeo 4e - a pojavljuje udeo 2e - puta. To je izrazito za neke ravni, na primer za Pt(111) u H 2 SO 4 ili Pt(110) u HClO 4, i ravni Pt (110) i (100) u alkalnoj sredini. Pojava gubitaka reakcionog intermedijera, odnosno nepotpuna redukcija do vode, znači i manji utrošak elektrona po molekuli redukovanog kiseonika što se očituje kao smanjenje struje diska (sl. 5)