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The behaviour of the copper electrode in alkaline solutions upon alternate anodic and cathodic polarization

1964; Elsevier BV; Volume: 9; Issue: 1 Linguagem: Francês

10.1016/0013-4686(64)80010-4

1873-3859

A.M. Shams El Din, Fazal Wahab,

Semiconductor materials and devices

Two main views are found in the literature regarding the type of oxide formed on copper anodes in alkaline solutions. The one considers that copper oxidizes to Cu2O and CuO (or Cu(OH)2) before oxygen evolution. Müller is, however, of the opinion that a still higher oxide, Cu2O3, forms. The discrepancy has been clarified by studying the behaviour of the copper electrode upon repeated anodic oxidation and cathodic reduction. Both views are correct. Copper oxidizes only to Cu2O and Cu(OH)2 in the first anodic half cycle and more to Cu2O3 at advanced cycles. Cu2O3 results from the oxidation of HCuO2− ion. The passivation of copper follows the relation iτ1/2 ⋍ 80(OH−), i being the current and τ the time elapsing until oxygen evolution starts. Cu2O and Cu(OH)2 are reduced at more negative potentials than their formation values. This is related to the semi-conducting properties of these oxides. Deux interpretations principales concernant le type d'oxyde formé anodiquement sur cuivre en solution alcaline se trouvent dans la littérature. L'une admet les formations de Cu2O et Cu(OH)2 avant l'évolution d'oxygène; selon Müller, toutefois, l'oxyde supérieur Cu2O3 se formerait aussi. Le présent travail se proposait d'élucider cette contradiction en étudiant le comportement d'électrodes de cuivre soumises à des oxydations anodiques et des réductions cathodiques alternées. Il montre que les deux faits sont exacts: il n'apparaît que Cu2O et Cu (OH)2 dans le premier demicycle anodique, mais Cu2O3 prédomine à des cycles plus avancés. Cet oxyde supérieur résulte de l'oxydation de HCuO2−. La passivation de cuivre suit la relation iτ1/2 = 80(OH−), i ðant le courant et τ la période précédant l'évolution d'oxygène. Cu2O et Cu(OH)2 sont réduits à des tensions plus négatives que celles de leurs formations, ce qui pourrait s' In der Literatur gibt es vor allem zwei Ansichten über den Oxidtypus, der sich auf Kupferanoden in alkalischen Lösungen ausbildet. Gemäss der einen Theorie oxidiert sich Kupfer zu Cu2O und CuO [oder Cu(OH)2], bevor sich Sauerstoff entwickelt. Müller ist dagegen der Ansicht, dass sich ein höheres Oxid, Cu2O3 bildet. Der Widerspruch wurde durch Untersuchung des Verhaltens von Kupfer-Elektroden bei wiederholter anodischer Oxidation und kathodischer Reduktion geklärt. Beide Ansichten sind richtig. Kupfer oxidiert lediglich zu Cu2O und Cu(OH)2 im ersten anodischen Halbzyklus und dann zu Cu2O3 in den weiteren Teilen des Zyklus. Cu2O3 entsteht durch Oxidation von HCuO2− Ionen. Die Passivierung von Kupfer folgt der Beziehung iτ1/2 ⋍ 80(OH−), wobei i der Strom und τ die Zeit bis zum Einsetzen der Sauerstoff-Entwicklung ist. Cu2O und Cu(OH)2 werden bei negativeren Potentialen reduziert als sie gebildet werden. Dies steht mit den Halbleitereigenschaften dieser Oxide in Zusammenhang.