Abstract
The relation between the phase-shift profile for the intermediate frequencies and the Langmuir adsorption isotherm at the poly-$Pt/0.1\;M\;H_2SO_4$ aqueous electrolyte interface has been studied using ac impedance measurements, i.e., the phase-shift methods. The suggested interfacial equivalent circuit consists of the serial connection of the electrolyte resistance ($R_S$), the faradaic resistance $(R_F)$ and the equivalent circuit element $(C_P)$ of the adsorption pseudocapacitance $(C_\varphi)$. The delayed phase shift $(\varphi)$ depends on both the cathode potential (E) and frequency (f), and is given by $\varphi=-tan^{-1}[1/2{\pi}f(R_s+R_F)C_p]$. The phase-shift profile $(\varphi\;vs.\;E)$ for the intermediate frequency (ca. 6Hz) can be used as an experimental method to determine the Langmuir adsorption isotherm (9 vs. E). The equilibrium constant (K) for H adsorption and the standard free energy $({\Delta}G_{ads})$ of H adsorption at the poly-$Pt/0.1\;M\;H_2SO_4$ electrolyte interface are $1.8\times10^{-4}\;and\;21.4kJ/mol$, respectively. The H adsorption is attributed to the over-potentially deposited hydrogen (OPD H).
다결정 Pt/0.1 M $H_2SO_4$수성 전해질 계면에서 중간주파수 구간의 위상이동 변화와 Langmuir흡착등온식 사이의 관계를 교류임피던스 방법 즉 위상이동 방법을 이용하여 연구 조사하였다. 제안된 계면등가회로는 전해질저항($R_S$), Faraday저항$(R_F)$, 흡착유사용량$(C_\varphi)$의 등가회로 요소($C_P$)의 직렬접속으로 구성된다 지연되는 위상이동$(\varphi)$은 음전위(E) 및 주파수(f)에 따르며, $\varphi=-tan^{-1}[1/2{\pi}f(R_s+R_F)C_p]$이다. 중간주파수(6Hz)에서 위상이동 변화$(\varphi\;vs.\;E)$는 Langmuir흡착등온식$(\theta\;vs.\;E)$의 결정에 적용할 수 있는 실험적인 방법이다. 다결정 $Pt/0.1\;M\;H_2SO_4$ 전해질 계면에서 수소의 흡착평형 상수(K)와 흡착표준자유에너지$({\Delta}G_{ads})$는 각각 $1.8\times10^{-4}$와 21.4kJ/mol이며 과전위 수소흡착(OPD H)에 기인한다.