2. Una reacción muy especial…
En disoluciones ácidas
En disoluciones alcalinas
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3. Importancia del desprendimiento
electródico de H2
Producción industrial de hidrógeno.
Producción industrial de agua pesada, D2O.
Electrodeposición de metales.
Revelar tendencias en la velocidad de reacción en
función de las propiedades del sustrato.
El papel dominante en la Teoría de la corrosión de los
metales en medio ácido.
Prototipo de una reacción electródica.
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4. Desprendimiento de hidrógeno: un
prototipo de una reacción electródica
Transferencia de carga
Pasos consecutivos
Formación de un producto intermediario adsorbido
Reactivo iónico en disolución ácida
Reactivo neutro en disoluciones alcalinas
Producto gaseoso
Control de velocidad por la difusión de iones
hidrógeno en disolución
Reacción química a continuación de la transferencia de
carga
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5. Posibles caminos para la reacción
en que se desprende hidrógeno
Los protones hidratados se electronizan para formar
átomos neutros
Electronización de las moléculas de agua para dar
iones hidroxilos
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6. ¿Cómo el hidrógeno adsorbido se
desprende de la superficie?
Si el primer paso del desprendimiento de hidrógeno
consiste en una adsorción, el segundo debe ser una
desorción.
Dos posibles mecanismos:
1. Desorción Química
2. Desorción electródica
6
11. Por lo tanto, los dos caminos de reacción básicos son:
a) La descarga, D, seguida de la desorción química
(DQ)
b) La descarga, seguida de la desorción electroquímica
(DE)
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13. Se han sugerido dos caminos de reacción para el
desprendimiento de hidrógeno y cada uno de estos dos
caminos es una reacción de dos pasos.
1. El camino de la desorción química
1. El camino de la desorción electródica
13
14. 14
¿Cómo se sabe el camino y el paso
determinante de la velocidad para
la reacción de desprendimiento de
hidrógeno?
16. b) Determinación del coeficiente de transferencia
- Camino de desorción química
caso 1
La densidad de corriente para el paso de descarga viene
dada por la ecuación de Butler-Volmer
Suponiendo que el recubrimiento con hidrógeno
adsorbido es bajo, es decir,
En este caso, el coeficiente de transferencia es igual al
factor de simetría, es decir, = β
16
Paso de descarga
determina la velocidad
17. caso 2:
La densidad de la corriente de electronización viene
dada por
Pero la velocidad de desorción química es
En donde es la concentración de átomos de
hidrógeno adsorbidos para un recubrimiento , es
decir, es la concentración cuando
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Paso de desorción química
determina la velocidad
18. Combinando las ecuaciones anteriores
Ahora puede utilizarse la hipótesis de casi equilibrio
para el paso de descarga
O bien,
Es decir,
18
19. Si , se deduce de la ecuación
anterior que
Sustituyendo en la ecuación se obtiene:
Así, el coeficiente de transferencia para la desorción
química que determina la velocidad, precedido por un
paso de descarga en casi equilibrio, resulta ser
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20. -Desorción electródica
Para un paso determinante de la velocidad de
descarga, seguido de un paso de desorción electródica,
en casi equilibrio
Se puede demostrar que = β = ½ , utilizando la
fórmula general ( ) para
Con
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21. De esta forma, independientemente de si el
mecanismo es una descarga determinante de velocidad
seguida de un paso de casi equilibrio de desorción
química o electródica, = β = ½. En tal situación, el
valor de es un criterio inadecuado para diagnosticar
el mecanismo de reacción.
Por otro lado, la desorción química como paso
determinante de la velocidad es casi el único
mecanismo que da 2 de coeficiente de transferencia.
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