Sobre a termodinâmica da adsorção de hidrogênio sobre Pt(111) em 0,05M NaOH

As razões para a cinética lenta da reação de adsorção de hidrogênio em meios alcalinos continuam sendo uma questão a ser resolvida. Esta informação é importante para alcançar uma compreensão completa dos detalhes mecânicos que poderiam levar à produção de materiais catalíticos essenciais para o desenvolvimento de uma futura economia de hidrogênio. Para uma melhor compreensão dessa reação, é importante adquirir informações sobre os parâmetros termodinâmicos característicos das diferentes etapas da reação. Entre esses, a adsorção de hidrogênio é uma etapa chave no processo de evolução do hidrogênio. Embora ainda exista algum debate sobre a diferença entre o hidrogênio adsorvido na região de deposição de sottopotencial (UPD) e na região de deposição de sobrepotencial, não há dúvida de que entender o primeiro pode ajudar na compreensão do último. Fazendo uso de medições de densidade de carga, relatamos neste artigo um estudo termodinâmico do processo UPD de hidrogênio sobre Pt(111) em 0,05M NaOH na faixa de temperaturas de 283 ≤ T/K ≤ 313. As características coulométricas correspondentes ao HUPD permitem o cálculo da cobertura de hidrogênio e um ajuste a uma isoterma Frumkin Generalizada. A partir desses valores, diferentes funções termodinâmicas para a reação UPD foram calculadas: ΔGads, ΔSads, ΔHads e a energia da ligação Pt–H. A partir da extrapolação, um valor de ΔSads◦=−7,5±4Jmol−1K−1 foi encontrado, que é muito próximo de 0, bem abaixo das medições anteriormente relatadas tanto em soluções ácidas quanto alcalinas. Tal valor tem um efeito nos cálculos de entalpia e energia de ligação, esta última apresentando uma tendência decrescente com o pH e a cobertura. Essa tendência é completamente diferente dos sistemas ácidos e implica que a mudança nas funções termodinâmicas devido à formação da dupla camada e à reorganização da água interfacial tem uma forte influência no processo em soluções de alto pH.