Cationic catalysis and hidden negative differential resistance in reduction of radical anion of nitrobenzene

0309691 - ÚFCH JH 2009 RIV GB eng J - Journal Article
Pospíšil, Lubomír - Hromadová, Magdaléna - Sokolová, Romana - Kocábová, Jana - Fanelli, N.
Cationic catalysis and hidden negative differential resistance in reduction of radical anion of nitrobenzene.
[Kationtová katalýza a skrytý negativní diferenciální odpor v průběhu redukce anion radikálu nitrobenzenu.]
Electrochimica acta. Roč. 53, č. 14 (2008), s. 4852-4858. ISSN 0013-4686. E-ISSN 1873-3859
R&D Projects: GA AV ČR IAA400400505; GA AV ČR IAA400400802; GA AV ČR KJB400400603; GA MŠMT OC 140; GA MŠMT LC510
Institutional research plan: CEZ:AV0Z40400503
Keywords : nitro-aromatic radicals * cationic catalysis * negative differential resistance * electrochemical impendance
Subject RIV: CG - Electrochemistry
Impact factor: 3.078, year: 2008

Well-known reduction of nitrobenzene in acetonitrile yields an anion radical, which is further reduced at more negative potentials. The reduction of anion radical is strongly influenced by the nature of tetraalkyl ammonium salts (tetramethyl- to tetraheptylammonium) used as supporting electrolytes. At low concentration of tetrahexylammonium hexafluorophosphate the anion radical reduction occurs at extremely negative potential, however, traces of alkali metal cations yield a remarkable acceleration effect. At potentials where alkali metal cations are reduced the acceleration ceases. As a result the current-potential curves show negative or hidden negative slope. Electrochemical impedance spectroscopy sensitively indicates the presence of the negative differential resistance (NDR) or the hidden negative differential resistance (HNDR). Oscillatory behavior based on this type of cationic catalysis is currently under investigation.

Produktem redukce nitrobenzenu v acetonitrilu je anion radikál, který se dále redukuje u negativnějších potenciálů. Tato následná redukce je ovlivněna typem tetraalkylamoniových (tetramethyl až tetrahexyl) solí, které se užívají jako základní elektrolyt. Při nízké koncentraci tetraalkylamonium hexafluorofosfátu dochází k redukci anion radikálu benzenu při extrémně negativních potenciálech. Přídavek kationtů alkalických kovů urychluje kinetiku této redukce. Při potenciálech vylučování alkalických kovů efekt akcelerace mizí. Výsledkem globálního procesu je závislost proudu na potenciálu s negativní nebo skrytou negativní směrnicí. Elektrochemická impedanční spektroskopie citlivě indikuje přítomnost negativního diferenciáního odporu (NDR) resp. skrytého negativního odporu (HNDR). Oscilační chování založené na cationtové katalýze je předmětem studie.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0161750