Elettroliti di supporto e maggiore conduttività?

Aug 23 2020

Ciao, una domanda sul supporto degli elettroliti (SE), spero che tu possa aiutare. Ho trovato alcune domande correlate qui attraverso la ricerca ma cercando una risposta semplice (se ce n'è una!):

Se gli SE sono elettroinattivi (nell'intervallo di potenziale di interesse) e quindi non passano o ricevono elettroni agli elettrodi per completare il circuito, come possono "aumentare la conduttività"? Mi riferisco a tipici esperimenti DC, ad esempio cronoamperometria. Non è che gli elettroni saltino attraverso la soluzione da un elettrodo all'altro usando gli ioni SE come navetta.

Capisco che un ruolo sia che migrano verso gli elettrodi opposti per neutralizzare gli squilibri di carica ionica che si accumulerebbero a causa del consumo di reagenti o della generazione di prodotti dalle specie elettroattive che stai misurando (ad esempio ossidando un prodotto enzimatico), facilitando così queste reazioni redox che capita di continuare. È questa la risposta? Quindi in solo acqua + SE, ad esempio, è più conduttivo perché facilitano l'elettrolisi dell'acqua (generazione di H2 e O2 (es. Per SE senza Cl-) con questo metodo?

Capisco anche che il movimento degli ioni è considerato corrente, ma con la DC questa migrazione non rallenterebbe e si esaurirebbe col passare del tempo? È questa conducibilità transitoria dovuta al movimento ionico a cui si riferiscono?

Grazie!


Grazie per la tua risposta Maurice. Ciò che descrivi suona così (forse non chiaramente scritto) parte della mia possibile risposta alla mia domanda: "Capisco che un ruolo è che migrano verso gli elettrodi opposti per neutralizzare gli squilibri di carica ionica che si accumulerebbero a causa del consumo di reagenti o generazione di prodotti dalle specie elettroattive che stai misurando, facilitando così queste reazioni redox che si verificano per continuare ".

Penso che la mia confusione sorga perché la definizione IUPAC è: "Un elettrolita di supporto, in elettrochimica è un elettrolita contenente specie chimiche che non sono elettroattive (entro la gamma di potenziali utilizzati) e che ha una forza ionica e una conduttività molto più grandi di quelle dovute a le specie elettroattive aggiunte all'elettrolita ", il che fa sembrare che gli ioni SE stessi siano conduttivi. Inoltre la spiegazione più comune offerta è del tipo "perché sono ioni e ioni condotta".

Se ho capito bene ora come discusso, in realtà facilitano la reazione delle vere specie elettroattive (che producono correnti faradaiche attraverso redox - la corrente è una misura della conducibilità), mantenendo la neutralità attorno all'elettrodo, piuttosto che essere "conduttive" stesse ( insieme ad altri ruoli come rendere i risultati più puramente controllati dalla diffusione, ecc.).

In parole povere, gli ioni SE non aumentano la conduttività direttamente contribuendo alla corrente (come farebbe uno ione elettroattivo), ma aumentano la conduttività aumentando la velocità dei processi faradaici delle specie elettroattive effettive presenti (utilizzando gli ioni SE per mantenere neutralità elettrica attorno all'elettrodo).

È questo?

Grazie ancora per il tuo tempo!

Risposte

1 M.Farooq Aug 24 2020 at 17:23

Ricorda che in elettrochimica ogni volta che una corrente continua passa attraverso la soluzione deve esserci elettrolisi all'elettrodo. Ora, tutto quello che vuoi vedere nell'esperimento elettrochimico, è la corrente dovuta all'ossidazione o alla riduzione del soluto desiderato che si sta diffondendo all'elettrodo in una cella non agitata.

Il succo della tua domanda eccellente e stimolante è:

La mia domanda è come gli ioni elettroinattivi della SE "aumentino la conducibilità" della soluzione, come si dice comunemente, (quando se sono elettroinattivi non producono essi stessi alcuna corrente (faradaica)).

Dopo averci pensato un po 'e aver cercato in letteratura, è chiaro che gli elettroliti di supporto aumentano la conducibilità è una conclusione errata che dilaga ovunque. Nell'esperimento elettrochimico, il flusso dell'elettrolita di supporto deve essere zero, non dovrebbe trasportare alcuna corrente, perché per definizione, non è reattivo in quella finestra potenziale. Il trasporto di massa delle specie elettro-inattive deve essere zero.

* Sì, separatamente, se dovessimo misurare la conducibilità di una soluzione a cui è applicato un elettrolita di supporto, la conducibilità sarebbe superiore al solvente puro ... ma questa è una misura separata. Ricordare che la conduttività è misurata dalla corrente CA ad altissima frequenza.

Il libro, Electrochemical Engineering di Thomas F. Fuller, John N. Harb, lo spiega meglio, pagina 69: