Efecto catalítico de iones cloruro en la deposición de iones Cu2+

COLOMBO ESTEFANÍA; BELLETTI GUSTAVO; QUAINO PAOLA

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2021

La deposición de metales constituye una etapa clave para los procesoselectroquímicos, por lo que conocer de manera detallada los mecanísmos que gobiernan esta etapa resulta de gran interés, principalmente debido a su aplicación en dispositivos tan cotidianos como ser las baterías. Si bien existe bibliografía al respecto, ninguna de ellas ahonda en el conocimiento de la cinética de deposición de ionesmultivalentes, la cual tiene lugar mediante una serie de etapas de un electrón.Por otra parte, es importante considerar el efecto del solvente en las celdas electrolíticas. Debido a la solvatación, los iones deben reducir su carga efectiva para lograr acercarse a la superficie del electrodo, y esto se logra por ejemplo mediante la formación de complejos. Por este motivo, se suele utilizar aditivos que aceleren la reacción, como ser el empleo de soluciones electrolíticas conteniendo cloruros, que favorezcan la formación de estos complejos.Con el objetivo de modelar lo que ocurre en las celdas electrolíticas en estos casos, en el presente trabajo se estudió la formación de complejos de iones de Cu y Cl en solución acuosa y su deposición sobre superficies de Cu(100). Combinando simulaciones MD con cálculos DFT hemos investigado el par Cu+/Cu2+ en soluciones que contienen iones cloruro, con el fin de evaluar su efecto en la cinética de la reacción.Es así que se verificó la estabilidad en la formación de varios complejos de cloruro de cobre en la solución electrolítica, y se estimó el mecanismo de deposición mediante el análisis del potencial de fuerza media de estos complejos moviéndose desde el seno de la solución hacia las superficies electródicas.Adicionalmente se calcularon los coeficientes de transmisión electrónica para las cuplas redox Cu2+/Cu+ y [CuCl2]/[CuCl2]-, en el marco de la teoría moderna de transferencia de carga en medios condensados. Los resultados obtenidos confirman el efecto catalítico del los Cl ?, ya que se encontró que la relación de las constantes de velocidad de deposición calculadas para [CuCl2]/[CuCl2]- y Cu2+/Cu+ difieren en más dedos órdenes de magnitud.Como conclusión del presente estudio se confirma el efecto catalítico de cloruros en la deposición de iones de cobre, y se observa que, sorprendentemente, la presencia de cloruro tiene un pequeño efecto sobre el potencial de fuerza media cuando se aproxima un ion de cobre a un electrodo. A su vez se muestra que el primer paso de transferencia electrónica se produce en un casi régimen adiabático para ambosreactivos.