Estudio teórico de la solvatación de iones alcalinos sobre un electrodo

BELLETTI GUSTAVO; SCHMICKLER WOLFGANG; QUAINO PAOLA

Calafate

Congreso; XXIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2023

Asociación Argentina de Investigaciones Fisicoquímicas

IntroducciónLos iones alcalinos y haluros son los iones más importantes empleados en soluciones de electrolitos. Si bien existe gran cantidad de literatura sobre la adsorción y reacciones de haluros, hay relativamente poca información sobre la electroquímica de los iones alcalinos. Sin embargo, el efecto de los cationes en las reacciones electroquímicas ha despertado mucho interés en los últimos años.En este trabajo, el acercamiento de los iones alcalinos desde el seno de una solución acuosa hacia la superficie de un electrodo de oro ha sido estudiado por dinámica molecular [1]. Resultados Los resultados muestran en acuerdo con la serie de Hofmeister, que el Li+ y Na+presentan signos de formación de estructura, y el K+ y Cs+ de ruptura de estructura. Para todos los iones, el potencial de la fuerza media aumenta al principio, cuando el ion se acerca a la superficie, pasa por un máximo y luego vuelve a caer formando un mínimo local, que en el caso de Li+ no es muy pronunciado. Para los iones K+ y Cs+que rompen la estructura, las energías de solvatación en los mínimos son las mismas que en el seno de la solución, mientras que para Na+ y Li+ son un poco más altas. Las funciones de distribución radial muestran que todos los iones tienen una esfera de solvatación pronunciada en estos mínimos, que es más compacta que en el seno de la solución. Allí, los iones todavía están rodeados de agua por todos lados, excepto por el lado del electrodo. El fuerte aumento del potencial de la fuerza media a distancias más cercanas se debe a la pérdida de solvatación.ConclusionesLa fuerte influencia de la solvatación sugiere que los iones alcalinos solo pueden ser quimisorbidos a potenciales muy negativos, donde la atracción electrostática puede superar las fuerzas de solvatación.Referencias 1) Schmickler, W., Belletti, G., Quaino, P., Chem. Phys. Lett., 2022, 795, 139518.