En electroquímica , ITIES ( interfaz entre dos soluciones de electrolitos inmiscibles ) [1] [2] [3] es una interfaz electroquímica que es polarizada o polarizada. Un ITIES es polarizable si se puede cambiar la diferencia de potencial de Galvani , o en otras palabras, la diferencia de potenciales internos entre las dos fases adyacentes, sin cambiar notablemente la composición química de las fases respectivas (es decir, sin que se produzcan reacciones electroquímicas notables en la interfaz). . Un sistema ITIES está polarizado si la distribución de las diferentes cargas y especies redox entre las dos fases determina la diferencia de potencial de Galvani.
Normalmente, un electrolito es un electrolito acuoso compuesto de iones hidrófilos como NaCl disuelto en agua y el otro electrolito es una sal lipófila como tetrafenilborato de tetrabutilamonio disuelto en un disolvente orgánico inmiscible con agua como nitrobenceno o 1,2-dicloroetano .
Reacciones de transferencia de carga de un ITIES
Se pueden estudiar tres clases principales de reacciones de transferencia de carga en un ITIES:
- Reacciones de transferencia de iones
- Reacciones de transferencia de iones asistida
- Reacciones heterogéneas de transferencia de electrones
La ecuación de Nernst para una reacción de transferencia de iones dice
- ,
dónde es el potencial de transferencia estándar definido como la energía de transferencia de Gibbs expresada en una escala de voltaje.
La ecuación de Nernst para una sola reacción de transferencia de electrones heterogénea dice:
- ,
dónde es el potencial redox estándar para la transferencia interfacial de electrones definido como la diferencia de los potenciales redox estándar de las dos parejas redox, pero referido al electrodo de hidrógeno estándar acuoso (SHE).
Celda de cuatro electrodos
Para estudiar las reacciones de transferencia de carga de un ITIES, se utiliza una celda de cuatro electrodos.
Se utilizan dos electrodos de referencia para controlar la polarización de la interfaz, y dos contraelectrodos hechos de metales nobles se utilizan para pasar la corriente. El electrolito de soporte acuoso debe ser hidrófilo, como LiCl, y el electrolito orgánico debe ser lipófilo, como tetrapentafluorofenil borato de tetraheptilamonio.
Coeficiente de partición de iones y coeficiente de distribución de iones
A diferencia de un soluto neutro, el coeficiente de partición de un ion depende de la diferencia de potencial de Galvani entre las dos fases:
Potencial de distribución
Cuando una sal se distribuye entre dos fases, la diferencia de potencial de Galvani se denomina potencial de distribución y se obtiene de las respectivas ecuaciones de Nernst para el catión C + y el anión A - para leer
donde γ representa el coeficiente de actividad .
Ver también
Referencias
- ↑ Hung, Le Quoc (23 de diciembre de 1980). "Propiedades electroquímicas de la interfaz entre dos soluciones de electrolitos inmiscibles: Parte I. Situación de equilibrio y diferencia de potencial galvani". Revista de Química Electroanalítica . 115 (2): 159-174. doi : 10.1016 / S0022-0728 (80) 80323-8 . ISSN 0022-0728 .
- ^ Hung, Le Quoc (8 de julio de 1983). "Propiedades electroquímicas de la interfaz entre dos soluciones de electrolitos inmiscibles: Parte III. El caso general de la diferencia de potencial galvani en la interfaz y de la distribución de un número arbitrario de componentes que interactúan en ambas fases". Revista de Química Electroanalítica . 149 (1–2): 1–14. doi : 10.1016 / S0022-0728 (83) 80553-1 . ISSN 0022-0728 .
- ^ Samec, Zdenek (1 de junio de 1988). "Doble capa eléctrica en la interfaz entre dos soluciones de electrolitos inmiscibles". Revisiones químicas . 88 (4): 617–632. doi : 10.1021 / cr00086a003 .