Potencial estándar absoluto del electrodo de hidrógeno medido por la reducción de nanogotas acuosas en la fase...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica es electroquímica.
• Química Física es la química física.
• Química computacional es la química computacional.

Sus antecedentes:

• Los potenciales electroquímicos de las semicélulas son relativos, referenciados al electrodo de hidrógeno estándar (SHE) a 0 V.
• El establecimiento de una escala de potencial electroquímico absoluto en solución sigue siendo un desafío sin consenso universal.
• Es difícil modelar con precisión los efectos del disolvente más allá de la primera capa de solvación.

Objetivo del estudio:

• Determinar experimentalmente las energías absolutas de reducción de las parejas redox en solución acuosa.
• Establecer una escala electroquímica absoluta uniendo la química redox de la fase gaseosa y la de la fase de solución.
• Para obtener un valor absoluto para el electrodo de hidrógeno estándar (SHE).

Principales métodos:

• Medición de las energías de recombinación iónico-electrónica de la captura de electrones por nanogotas en fase gaseosa que contienen iones metálicos ([M(NH3) 6) 3+ y Cu 2+).
• Utilizando el número de moléculas de agua perdidas por los precursores reducidos para cuantificar la energía de recombinación.
• Combinando datos experimentales con la teoría de Born para las energías de solvación de nano gotas y las entropias de la fase de solución.

Principales resultados:

• Se calcularon las energías absolutas de reducción para parejas redox específicas en una solución acuosa a granel.
• Se determinó que un valor absoluto para el electrodo de hidrógeno estándar (SHE) era de 4.2 ± 0.4 V frente a un electrón libre.
• El método incluye inherentemente los efectos del disolvente más allá de dos capas de solvación, que son difíciles de modelar.

Conclusiones:

• El método desarrollado proporciona un enfoque viable para establecer una escala electroquímica absoluta.
• Esta técnica experimental une la química redox en fase gaseosa y en fase de solución.
• Los refinamientos futuros podrían reducir la incertidumbre por debajo de 0,1 V, mejorando la utilidad del método.