Elektrochemische Untersuchungen zur Festkörperdiffusion: Adsorption und Legierungsbildung im System Gold/Cadmium

Abstract

AbstractDie Kinetik der Adsorption von Cadmiumionen und der Bildung von Gold/Cadmiumlegierungen wurde an Goldelektroden in einer Lösung von 0, 1 m Cadmiumsulfat + 1 m Acetatpuffer mit potentiostatischen und potentiodynamischen Umschaltmessungen oberhalb des reversiblen Cadmiumpotentials εCd untersucht. Gemessen wurde die potentiostatisch gebildete Menge Q des Cd‐Adsorbats und der Au/Cd‐Legierung in Abhängigkeit von der Polarisationszeit t, dem Potential Δε = εεCd ≥ 0 und der Temperatur T.Während bei kurzen Zeiten t, großem Δ ε und niedrigen Temperaturen die Cd‐Adsorption überwiegt, findet bei kleinem Δ ε, großem t und höheren Temperaturen die Bildung von Au/Cd‐Legierungen statt. Im Bereich von 1  10 Atomlagen Cadmium wächst die Legierung nach einem √t‐Gesetz mit einer stark potentialabhängigen Proportionalitätskonstanten.Da die Adsorption der Cadmiumionen relativ schnell erfolgt, muß der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Legierungsbildung der Platzwechsel von Gold‐und Cadmiumatomen im Festkörper sein. Aus der Temperaturabhängigkeit der Stromdichte ergibt sich eine scheinbare Aktivierungsenergie von etwa 22 kcal/mol. Demgegenüber ist die anodische Auflösung der Legierung im wesentlichen von der Potentialdifferenz Legierung/Elektrolyt und der Oberflächenkonzentration der Legierung abhängig. Die Resultate werden in Beziehung zu den thermodynamischen und kinetischen Daten der Au/Cd‐Legierungen diskutiert.