On the Use of the Power-Law Model for Interpreting Constant-Phase-Element Parameters

• Published in: Journal of the Brazilian Chemical Society Vol. 25; no. 3; pp. 532 - 539
• Main Authors: Orazem, Mark E., Tribollet, Bernard, Vivier, Vincent, Riemer, Douglas P., White, Erick, Bunge, Annette
• Format: Journal Article
• Language: English; Portuguese
• Published: Sociedade Brasileira de Química, SBQ 2014; Sociedade Brasileira de Química
• Subjects: Chemical Sciences; CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY; Other; electrochemistry; electro-analytical; voltammetry/amperometry/spectrophotometry/ potentiometry analysis; voltammetry/amperometry/spectrophotometry/potentiometry analysis
• ISSN: 0103-5053; 1678-4790; 1678-4790
• DOI: 10.5935/0103-5053.20140021

Constant-phase elements (CPE) are often used to fit impedance data arising from a broad range of experimental systems. The power-law model has proven to be a powerful tool for interpretation of CPE parameters resulting from an axial or normal distribution of time constants. This paper addresses difficulties in applying this model associated with uncertain values for one of the model parameters. Methods are presented for bounding the value of the parameter, for calibration, and for comparative analysis in which the unknown parameter may be eliminated. The methods are illustrated by data taken from the literature for oxides on steels and for human skin. Elementos de fase constante (CPE) são frequentemente usados para modelar dados de impedância oriundos de uma gama variada de sistemas experimentais. O modelo de lei de potências comprovou ser uma ferramenta poderosa na interpretação de parâmetros de CPE resultantes de uma distribuição axial ou normal das constantes de tempo. Este trabalho trata das dificuldades na aplicação deste modelo quando um de seus parâmetros possui valor incerto. São apresentados métodos que delimitam o valor do parâmetro, de calibração e de análise comparativa, na qual o parâmetro desconhecido pode ser eliminado. Os métodos são demonstrados por dados sobre óxidos em aços e sobre pele humana, retirados da literatura.