ANÁLISIS DE LA RESPUESTA A LA FRECUENCIA DE LA ENERGÍA LIBRE DE GIBBS Y CAMBIOS DE ENTALPÍA DE SISTEMAS ELECTROQUÍMICOS COMO FUNCIONES DE TRANSFERENCIA TERMOMÉTRICAS

Abstract

Cuando ocurre una reacción que involucra una trasferencia de carga en la interfase del electrodo se genera calor como subproducto. Este calor es la suma de efectos reversibles tal como el calor electroquímico molar de Peltier y efectos irreversibles como lo son el sobrepotencial y el efecto Joule. Estos efectos se han calculado midiendo cambios de temperatura en la interfase electrodo/electrolito con el uso de técnicas calorimétricas y electroquímicas que involucran corriente directa. Este trabajo presenta una estrategia teórico-experimental para calcular por primera vez el cambio de energía libre de Gibbs y los cambios de entalpía en régimen alterno para procesos electroquímicos a través de un modelo matemático. Los resultados a corriente alterna se interpretan como funciones de transferencia. Una función de transferencia requiere que se cumplan condiciones de linealidad y estabilidad. La función de transferencia más extendida es la Espectroscopía de Impedancia Electroquímica, EIS, que como técnica permite identificar etapas básicas del proceso electroquímico. EIS tiene correlación con otras funciones de transferencia entre las que se cuentan la Variación de Temperatura interfacial ???(?), el calor electroquímico molar de Peltier Π(?) y el cambio de entropía Δ?(?), que fueron reportadas recientemente y son usadas en este trabajo para el desarrollo de dos nuevas funciones de transferencia termométricas: la energía libre de Gibbs Δ?(?) y el cambio de entalpía Δ?(?). Los estudios calorimétricos y el cálculo de parámetros termodinámicos como funciones de trasferencia permiten minimizar los efectos térmicos no deseados e identificar el trabajo neto máximo útil y la cantidad de calor liberado o absorbido en cada etapa de la reacción electroquímica. Los modelos para Δ?(?) y Δ?(?) desarrollados es este trabajo se validan con datos de ???(?), Π(?) y Δ?(?) reportados de los sistemas electroquímicos ferrocianuro/ferricianuro y la disolución de iones de cobre en un baño ácido de sulfato-cloruro. Los resultados obtenidos se expresan en planos de Nyquist y de Bode-Módulo y se incluye su interpretación junto con otros aspectos relevantes en este documento.