Determination of the electromechanical parameters of the electrochemical quartz crystal microbalance

Soares, David Mendez; Tenan, M. A.; Wasle, Sabine

doi:10.1016/s0013-4686(98)00077-2

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“…The electronic surface films add their own parallel "geometric" capacitance. The correspondence between mechanical and electrical circuit parameters can be written by comparing the coefficients in the equations of motion [7,[30][31][32]. The impedance of the "tank" circuit is simply a circle in the complex impedance plane plot of negative imaginary impedance, -Z Im , as ordinate, and real impedance, Z Re , as abscissa with zero at the intersection.…”

Section: Impedance Analogmentioning

confidence: 99%

“…These non-mass-related changes in the measured frequency are related to changes in the morphology of the selective surface film (viscoelastic effects), decreasing sensitivity of the QCM (high-mass loading), trapping of liquid in surface cavities (surface roughness) [5,41], asymmetrical cell arrangement (surface stress), and the coupling between the oscillator surface and the adjacent solution (interfacial slippage). Some of these "non-mass" related frequency shifts are taken into consideration in advanced models [31,38].…”

Section: Quartz Oscillator Contacting a Viscous Solution With One Facmentioning

confidence: 99%

“…In such a case, the apparent mass changes calculated from the Sauerbrey equation may be erroneous. However, impedance measurements and QCM studies of systematic thickness variations can help to interpret the observed frequency shifts [7,15,[29][30][31][32][34][35][36][37][38][39][40][42][43][44].…”

Section: Quartz Oscillator Coated With a Viscous Surfacementioning

confidence: 99%

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Piezoelectric chemical sensors (IUPAC Technical Report)

Buck¹,

Lindner²,

Kutner

et al. 2004

Pure and Applied Chemistry

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Section: Impedance Analogmentioning

confidence: 99%

Section: Quartz Oscillator Contacting a Viscous Solution With One Facmentioning

confidence: 99%

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Piezoelectric chemical sensors (IUPAC Technical Report)

Buck¹,

Lindner²,

Kutner

et al. 2004

Pure and Applied Chemistry

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“…Um fato a ser ressaltado na últi-ma equação é a relação entre as freqüências que pode ser utilizada para o cálculo de Q, sem a necessidade de se utilizar o circuito equivalente para a obtenção dos elementos L 1 e R 1 . De fato, utilizando-se apenas a curva da condutância, G, obtém-se f Gmáx para o valor de freqüência onde a condutância é máxima e f 2 -f 1 é a largura da banda para G máx / 160 .…”

Section: Validação Da Relação Massa -Freqüênciaunclassified

Técnicas in situ de baixo custo em eletroquímica: a microbalança a cristal de quartzo

Varela¹,

Malta²,

Torresi³

2000

Quím. Nova

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Recebido em 26/10/99; aceito em 23/3/00 LOW COST IN SITU TECHNIQUES IN ELECTROCHEMISTRY: THE QUARTZ CRYSTAL MICROBALANCE. Among in situ techniques, the electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) is a powerful tool for the study of electrochemical reactions that produce mass changes in the electrode/solution interface. This review present some systems in which the EQCM combined with classical electrochemical techniques, gives relevant information for understanding the charge transport process at a molecular level. The aim of this review is to do a brief description of experimental arrangements, with emphasis on some special cares that must be considered by the users. Secondly, some chosen electrochemical systems where the technique was successfully applied are discussed. Finally, a brief analysis of electroacoustic impedance experiments was done in order to show when the Sauerbrey equation can be used.Keywords: EQCM; in situ technique in electrochemistry; electroacoustic impedance. REVISÃO INTRODUÇÃOA eletroquímica estuda fundamentalmente sistemas interfaciais e volumétricos (inserção). Nesses sistemas é de importância capital o conhecimento dos fluxos de carga e massa através da interface eletrodo/solução no entendimento molecular da relação entre estrutura e natureza físico-química das espécies que participam da reação e o fenômeno eletroquími-co em si; ou seja, como estes parâmetros afetam a transferên-cia de carga. Incluída no grupo das técnicas in situ, a microbalança eletroquímica a cristal de quartzo (MECQ) tem demonstrado ser uma ferramenta poderosa no estudo de reações eletroquímicas que produzem modificações na interface eletrodo/eletrólito em uma magnitude suficiente para ser detectada pela técnica e se destacado como uma técnica de baixo custo relativo quando comparada a outras utilizadas em eletroquímica. O objetivo deste artigo é descrever brevemente os procedimentos experimentais, com ênfase em alguns cuidados que o usuário deve ter quando da utilização da téc-nica, assim como mostrar alguns sistemas que utilizam a MECQ obtendo informações fundamentais ao entendimento do processo redox. Com esses exemplos pretende-se ilustrar, de forma crítica, a potencialidade da MECQ, e discutir os cuidados na interpretação dos resultados, além das limitações da técnica. A literatura sobre MECQ é extensa e já foram escritos vários capítulos de livros e artigos de revisão [1][2][3][4][5] .Nos primeiros trabalhos, a microbalança a cristal de quartzo (MCQ) foi utilizada ex situ para medir massas de metais eletrodepositados sobre eletrodos 6,7 . Posteriormente, os méto-dos experimentais requeridos para a utilização da MCQ como sensor de massa in situ para estudo de filmes finos sobre eletrodos foram desenvolvidos independentemente por vários grupos [8][9][10][11][12] . Uma vez que a MCQ começou a ser utilizada in situ em sistemas eletroquímicos, passou a ser denominada MECQ em lugar de MCQ. Nos últimos anos, a MECQ começou a ser utilizada de maneira mais sofisticada, empregando além das medidas de variação de...

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“…Hillman desenvolveu um Considerando as variações nas propriedades viscoelásticas de filmes poliméricos durante os processos redox, foram realizados em nosso grupo estudos sobre o comportamento viscoelástico de filmes de polianilina depositados potenciodinâmica e potenciostaticamente em diferentes temperaturas sobre eletrodos de ouro da MCQE 101,102 . Obteve-se informações sobre as propriedades reológicas destes materiais, mostrando que os filmes crescidos potenciodinamicamente oferecem menor resistência à entrada e saída das espécies dopantes devido a sua morfologia porosa.…”

Section: Figura 9 Circuito Elétrico Equivalente Para O Sistema Eletrunclassified

Transporte de massa em polímeros intrinsecamente condutores: importância, técnicas e modelos teóricos

Girotto¹,

Paoli²

1999

Quím. Nova

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Recebido em 4/12/97; aceito em 20/8/98 MASS TRANSPORT IN INTRINSICALLY CONDUCTING POLYMERS: IMPORTANCE, TECH-NIQUES AND THEORETICAL MODELS.In this work we discuss the aspects related to the phenomenon of mass transport in thin electroactive polymer films. Such phenomenon must be considered because the properties and consequent applications of these materials largely depend on the movement of charge carriers, i.e. ions, electrons or holes. The most recent majority of the techniques, methods and theoretical models used in this type of study are gathered and discussed, providing an easy and critical way for choosing the methodology for an investigation.Keywords: mass transport; conducting polymers; electrochemistry. REVISÃO INTRODUÇÃOOs fenômenos que envolvem o transporte iônico em polí-meros condutores diferem daqueles envolvidos no transporte iônico em eletrólitos sólidos poliméricos. Os processos redox em polímeros condutores são, de certa forma, resultantes de processos de entrada e saída de íons na interface entre a matriz polimérica e a solução e movimentos de íons no polímero em si. Os eletrólitos sólidos poliméricos 1-5 são, basicamente formados por um polímero não-condutor que contém um sal iônico dissolvido em sua matriz e o transporte iônico ocorre através do movimento segmental da cadeia polimérica 6 . Trata-se portanto, de um polímero condutor extrínseco. Muitas das aplicações dos polímeros intrinsecamente condutores estão relacionadas às suas propriedades de transporte. Desse modo, tornase indispensável o conhecimento dos mecanismos de transporte de massa nestes materiais.Como veremos, existem técnicas que possuem mais de um modelo teórico para interpretação de seus dados experimentais. Procuramos descrever as técnicas mais utilizadas e os modelos mais recentes propostos pelos autores de maior importância em suas determinadas áreas. As equações matemáticas complexas do tipo Nernst-Planck-Einstein estarão, na maioria dos casos, sendo usadas como princípios na elaboração dos modelos. Por isso, torna-se inevitável uma apresentação matemática mínima na descrição dos modelos teóricos para algumas técnicas. É importante salientar que, em absolutamente todas as técnicas discutidas o desenvolvimento do modelo considera um fundamento químico ou eletroquímico. O MOVIMENTO DE ÍONS: DIFUSÃO OU MIGRAÇÃO?É comum encontrarmos em periódicos ou livros não-especí-ficos da área de eletroquímica os termos "difusão" e "migração" indiscriminadamente. Embora pareçam terminologias semelhantes, devem ser tomados alguns cuidados. Tendo em mente uma cela eletroquímica convencional, i.e. um eletrodo servindo como ânodo e outro como cátodo, durante um processo redox na solução deve-se considerar o movimento de cátions, ânions e qualquer outra espécie capaz de mover-se. A difusão é devida a um gradiente de concentração e a migração a efeitos de campo elétrico. Assim, enquanto a difusão ocorre para todas as espécies, a migração afeta somente espécies carregadas, devido à existência de dipolos permanentes ou dipolosinduzidos 7 . Nas...

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Determination of the electromechanical parameters of the electrochemical quartz crystal microbalance

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Piezoelectric chemical sensors (IUPAC Technical Report)

Piezoelectric chemical sensors (IUPAC Technical Report)

Técnicas in situ de baixo custo em eletroquímica: a microbalança a cristal de quartzo

Transporte de massa em polímeros intrinsecamente condutores: importância, técnicas e modelos teóricos

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