Analyse des méthodes à potentiel et à courant imposé pour des réactions avec dépôt métallique rapides et lentes : dépôt d'argent sur or dans HNO3 1 M, KNO3 1 M et dans le liquide ionique [EMIM][NTf2] anhydre ou humide

par Dongya Liu

Thèse de doctorat en Electrochimie

Sous la direction de Henri Groult et de Denise Krulic.

Soutenue le 24-11-2014

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....) , en partenariat avec PHysicochimie des Electrolytes et Nanosystèmes InterfaciauX (laboratoire) .

Le jury était composé de Christos Comninellis, Neso Sojic, Christel Laberty-Robert, Manuela Lopez-Tenes.

mots clés

• Dépôt d'ions métalliques
• Voltamétrie à escalier de potentiel
• Voltamétrie à signaux carrés
• Réactions rapides et lentes
• Cinétique électrochimique
• Ions métalliques
• Voltamétrie

Résumé

Des méthodes électrochimiques à potentiel et à courant imposé appliquées à l'étude des réactions avec dépôt métallique sur un métal de même nature ou sur un substrat étranger sont examinées. Des précisions inédites concernant la voltamétrie à escalier de potentiel et la voltamétrie à signaux carrés de potentiel pour les réactions rapides et lentes avec et sans nucléation tridimensionnelle sont apportées. Les conclusions théoriques sont validées par l'étude du couple Ag(I)/Ag sur les électrodes d'or et d'argent dans HNO3 1 M, KNO3 1 M et dans le liquide ionique [EMIM][NTf2] anhydre ou humide. Le dépôt d'argent s'effectue sans aucune surtension de nucléation tridimensionnelle seulement dans HNO3 et dans [EMIM][NTf2] anhydre. La réaction électrochimique est rapide dans les solutions aqueuses et dans [EMIM][NTf2] humide tandis qu'elle est lente dans [EMIM][NTf2] anhydre. Les paramètres cinétiques sont déterminés par simulation numérique.

mots clés

• Metal ion deposition
• Square wave voltammetry

Titre traduit

Analysis of potential and current imposing methods for fast and slow electrode reactions with metal ion deposition : silver deposition on gold in HNO3 1 M, KNO3 1 M and in dry and wet [EMIM][NTf2] ionic liquid

Résumé

Electrochemical methods with potential or current imposing for the study of reactions with metal deposition on the same metal and on foreign substrate are reviewed. New information is provided on staircase voltammetry and square wave voltammetry for fast and slow electrode reactions with and without three-dimensional nucleation. Theory is validated through the study of Ag(I)/Ag couple on gold and silver electrodes in 1 M HNO3, 1 M KNO3 and in dry or wet [EMIM][NTf2] ionic liquid. Silver deposition takes place without any three-dimensional nucleation overvoltage only in HNO3 and in dry [EMIM][NTf2]. The electrochemical reaction is fast in aqueous solutions and in wet [EMIM][NTf2] while it is slow in dry [EMIM][NTf2]. Kinetic parameters are determined by numerical simulation.