Evolución electroquímica de hidrógeno en líquidos iónicos próticos.

MATÍAS SIMONETTO; JOSÉ L. FERNÁNDEZ; CLAUDIA ADAM

Buenos Aires

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica. Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica; 2015

Los Líquidos iónicos (LIs) pueden definirse como ?nuevos materiales iónicos?. El diseño de estos materiales demanda el conocimiento acabado de todas sus propiedades fisicoquímicas las que condicionan su posterior aplicación. Buscando caracterizar propiedades ácido-base de diferentes líquidos iónicos próticos (LIPs) basados en nitratos y acetatos de cationes amónicos (etilamonio, dietilamonio y pirrolidonio) se analizó la respuesta voltamétrica de microelectrodos (MEs) de Pt en los medios puros frente a la reacción de evolución de hidrógeno (her), dada por la ec. (1). 2 H+ + 2 e-  H2(g) (1) Algunos voltagramas de los MEs de Pt realizados a potenciales suficientemente catódicos donde ocurre la her se muestran en la Figura 1. El aspecto que resulta más llamativo de estas curvas es que, mientras en los nitratos se define una corriente límite catódica antes que la corriente vuelva a crecer, en los acetatos sólo se verifica un crecimiento exponencial de la corriente al producirse la descarga de hidrógeno. En ese sentido, la respuesta de los nitratos resulta similar a la verificada en una solución acuosa de un ácido fuerte en baja concentración [1], que en este caso puede explicarse en base a la existencia de dos posibles fuentes de protón (AmH+ y HA, donde Am indica la amina y A el anión) originadas por el equilibrio ácido-base del LIP (o autoprotólisis [2]) según la ec. (2). AmH+ + A-  Am + HA (2) Notar que los protones involucrados se encuentran coordinados a la amina y al anión. De ahí que las constantes de autoprotólisis (KS) de los LIPs puros, fuertemente dependientes de la naturaleza del anión, afectarían la concentración de HA y por ende la corriente límite de la her. En el caso de los nitratos, que provienen de un ácido fuerte, es esperable una baja concentración de protón coordinado al anión, lo que explica la existencia de una corriente límite para la her y la posterior descarga del protón asociado al catión del LIP. Por otra parte, como los acetatos provienen de un ácido más débil, se esperaría una mayor concentración de H+ coordinado al anión, y por ende la corriente crece exponencialmente sin alcanzar un valor límite en el rango de potenciales analizado. Se realiza un modelado de estas dependencias que tiene en cuenta las reacciones (1) y (2) operando simultáneamente.