Galyna Shul
"Elektrogenerowane przeniesienie jonu przez granicę faz ciecz/ciecz opartą na ceramiczno-węglowym materiale kompozytowym"

Promotor: prof. dr hab. Marcin Opałło

Recenzenci:

• prof. dr hab. Zbigniew Brzózka (Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny)
• prof. dr hab. Zbigniew Stojek (Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii)

Streszczenie

     Przeniesienie jonu przez granicę faz ciecz/ciecz jest ważnym zjawiskiem w układach, w których występuje granica dwóch nie mieszających się cieczy. Tego typu reakcje można badać za pomocą elektrod trójfazowych, w których stały przewodnik elektronowy, faza organiczna i faza wodna są ze sobą w kontakcie. Elektrogenerowanie naładowanych cząstek w fazie organicznej wymusza przeniesienie jonu przez granicę faz ciecz / ciecz w celu zachowania elektroobojętności fazy organicznej. Możliwe są dwa procesy: przejście elektrogenerowanych jonów do fazy wodnej i/lub przejście przeciwjonów z fazy wodnej do fazy organicznej.
     W celu zrozumienia mechanizmu elektrogenerowanego przeniesienia jonu przez granicę faz ciecz / ciecz przeprowadzono doświadczenia z użyciem ceramiczno-węglowej elektrody kompozytowej (ang. Ceramic Carbon Electrode, CCE) modyfikowanej fazą organiczną i zanurzonej w fazie wodnej. Metodami elektrochemicznymi badano wpływ różnych czynników, takich jak rodzaj próbnika redoks, rozpuszczalnika organicznego, anionu obecnego w fazie wodnej oraz matrycy polikrzemianowej, na mechanizm procesu elektrodowego.
     Stwierdzono, że udział przejścia kationu i/lub anionu w całkowitym procesie elektrodowym zależy od hydrofobowości zarówno próbnika redoks jak i anionu obecnego w fazie wodnej. Im mniej hydrofobowy jest próbnik redoks i/lub bardziej hydrofilowy jest anion, tym większy jest udział przejścia elektrogenerowanego kationu do fazy wodnej. I przeciwnie, im bardziej hydrofobowy jest próbnik redoks i/lub mniej hydrofilowy jest anion, tym bardziej dominujące jest przejście tego ostatniego do fazy organicznej. Dzięki porowatej strukturze CCE umożliwiającej ciągłe dostarczanie próbnika redoks z wnętrza elektrody, przejście elektroaktywnych jonów do fazy wodnej nie powoduje jego zużycia.
     Stwierdzono również, że w przypadku CCE modyfikowanych jonowo przewodzącą fazą organiczną miejsce, w którym zachodzi proces elektrodowy, nie jest ograniczone do granicy trzech faz.