CARACTERIZACIÓN DE LA ADSORCIÓN DE IONES Cl- SOBRE ORO MONOCRISTALINO MEDIANTE ESPECTROSCOPIA DE IMPEDANCIA ELECTROQUÍMICA

Abstract

El enfoque del presente trabajo de tesis fue estudiar la adsorción de iones Cl- sobre la superficie de un sustrato en particular, en este caso, el oro monocristalino con orientación (110). Este trabajo de investigación tuvo como objetivo describir el comportamiento de la interfase metal-solución del sistema de estudio HClO4/KCl/Au(110) en la ventana de potencial que conforma la zona capacitiva, es decir, la región donde la interfase actúa como idealmente polarizable. Para tal fin se estudiaron siete potenciales directos de la zona capacitiva y las técnicas electroquímicas empleadas fueron: Voltamperometría Cíclica, Cronoamperometría y Espectroscopia de Impedancia Electroquímica. Por otra parte, la parte fundamental de la caracterización de la cinética de adsorción del ion Cl- sobre oro monocristalino con orientación (110), radicó tanto en la propuesta de un mecanismo de reacción y la validación del mismo. El mecanismo de reacción consistió en una etapa elemental donde el ion Cl- está presente en la solución y es adherido sobre la superficie del oro monocristalino. La validación del mecanismo fue mediante la implementación de un circuito equivalente centrado en la teoría de impedancia de adsorción; lo anterior llevó a la obtención y ajuste de la función de transferencia de la impedancia total de dicho circuito, a fin que se pudiera representar correctamente los datos experimentales obtenidos con Espectroscopia de Impedancia Electroquímica. El circuito equivalente propuesto presentó valores de χ2 con órdenes de magnitud entre 10−3 y 10−4, lo cual llevó a la conclusión de que el circuito fue adecuado para representar el mecanismo XII de reacción del proceso de adsorción descrito anteriormente. Asimismo, la validación del mecanismo de reacción permitió llevar a cabo la estimación de algunos parámetros cinéticos y termodinámicos, tales como: constantes absolutas de velocidad de adsorción y desorción, coeficiente de difusión, exceso superficial, fracciones recubiertas en el equilibrio, coeficiente de transferencia y valencia de electrosorción para el sistema de estudio. Por último, los parámetros cinéticos confirmaron que la adsorción del ion Cl- depende de la orientación del sustrato con la que se trabajó, es decir, influyó el índice cristalográfico del oro monocristalino.