Estudio de la Reacción de formación de hidrógeno (rfh) sobre superficies escalonadas de plata

LUCÍA B. AVALLE, GUILLERMO BELTRAMO, ELIZABETH SANTOS, MARGRET GIESEN

Córdoba

Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2011

Introducción: Se estudió sistemáticamente la reacción de formación de hidrógeno (HER, Hydrogen Evolution Reaction) en superficies monocristalinas de plata con orientación 001 y vecinales. Estas superficies tiene una estructura ordenada de escalones monoatómicos separados por terrazas a nivel atómico (superficies vecinales), presentando propiedades únicas, muy diferentes de las superficies planas. La densidad de electrones se reordena en los escalones dando origen a un dipolo en el escalón con el polo positivo en dirección al vacío o de la solución (Efecto de Smoluchouwski) [1]. Este dipolo del escalón tiene la dirección opuesta al dipolo que existe en la superficie plana, por ello la función trabajo de la superficie  escalonada  es menor que en la superficie plana [2,3].Objetivos: La modificación en la estructura electrónica afecta la reactividad de la superficie dado que los átomos que se encuentran en el escalón poseen menor número de coordinación que los que se encuentran en la terraza, por lo que son átomos más reactivos [4, 5]. El objetivo del presente trabajo es determinar la dependencia del mecanismo de reacción con la estructura electrónica de la interface electrodo/solución.Resultados: Las medidas se realizaron en 0,1 M H2SO4 a diferentes temperaturas utilizando voltametría cíclica y saltos de potencial. Un gráfico del logaritmo de la densidad de corriente a tiempo cero (log(j0), obtenido por extrapolación de los transitorios de corriente) en función del potencial para Ag(100) presenta comportamiento lineal de acuerdo con lo informado en ref. [6], mientras que la respuesta observada para las superficies vecinales muestra un cambio continuo con el potencial. El análisis de los datos se realizó de acuerdo con las ecuaciones de velocidad correspondientes a los mecanismos de Tafel-Volmer-Heyrovsky [7].Conclusiones: De acuerdo con los parámetros obtenidos del ajuste de los transitorios densidad de corriente-tiempo, se pudo determinar la dependencia con el potencial de las corrientes de Volmer y Heyrowski, j(V) y j(H) para Ag (100) y Ag(1.1.11) a diferentes temperaturas. Se concluye que la corriente de Heyrowski es la que domina en todo el intervalo de potenciales estudiado.