Fisicoquímica (Necesito de su ayuda para responder a este problema)

6 años 11 meses antes #24763 por jude
La demanda energética de la sociedad moderna resulta tan representativa que el
desarrollo de dispositivos de almacenamiento de energía que sean eficientes, transportables y
de carácter modular es considerado prioritario. Por ejemplo, las tecnologías basadas en
baterías y supercapacitores electroquímicos han permitido el desarrollo y comercialización
de equipos electrónicos de uso cotidiano: computadoras, ventanas inteligentes, tabletas,
celulares, almacenamiento de energía en general y muchos otros. Desde diversos puntos de
vistas, en dichas tecnologías (baterías y supercapacitores electroquímicos) resulta sumamente
importante el definir medios electrolíticos adecuados de conductividad específica máxima.
En términos básicos, la conductividad específica se incrementa con la concentración de iones,
sin embargo, este argumento simplista no ha permitido encontrar el electrolito adecuado para
las baterías y supercacitores de nueva generación. A concentraciones elevadas empiezan los
problemas de solubilidad, asociación iónica, disminución de la movilidad de iones, y muchos
otros fenómenos.
Luego de investigar sobre el principio básico de funcionamiento y aplicación de estas
tecnologías (ver por ejemplo: Abruña, H., et al. Physis Today (2008) 43-47.; Kotz, R y M. Carlen.
Electrochmica Acta 15-16 (2000) 2483-2498; Tarascon J-M., M. Armand. Nature 414 (2001)
359-367.), proponga una posible solución para un electrolito que permita obtener máxima
conductividad específica a temperatura ambiente (medio acuoso, no acuoso, sales fundidas u
cualquier otro). Plantee en detalle la conceptualización del modelo químico que proponga,
considere: tipo de iones, efectos de solvatación, temperatura, viscosidad, permitividad del
medio, interacciones ión-solvente, interacciones ión-ión, etc.
En base al modelo químico planteado, utilice las relaciones apropiadas vistas en el curso
para describir la conductividad específica en la batería y/o el supercapacitor. ¿Bajo cuales
condiciones la conductividad es máxima?. Luego de buscar los datos necesarios en la literatura
especializada, o proponer métodos experimentales bien descritos en su respuesta, calcule el
valor de la conductividad del electrolito que representa la posible solución propuesta.
Comente sobre el uso cualitativo y cuantitativo de las teorías descritas en clases y
empleadas en el cálculo, ¿Cuáles serían los fenómenos que causarían las posibles
deviaciones?. Plantee una metodología para incorporar los efectos asociados a las posibles
desviaciones desde las bases de fundación de los modelos empleados. De resultar posible
resuelva el nuevo modelo propuesto.
El problema que se plantea es abierto y relevante tanto en la ciencia como en la tecnología
moderna, por tanto resulta importante que documente adecuadamente sus planteamientos, deben
quedar bien explicados y referenciados. Las referencias aceptadas a nivel profesional en primera
aproximación son: libros de texto y aprendizaje, libros de conocimiento y divulgación científica,
normas, informes técnicos avalados por instituciones y revistas especializadas que sean
arbitradas e indexadas.
Recuerde que se evaluarán los conceptos y modelos (químicos y físicos) asociados a la
termodinámica de soluciones de electrolitos, junto con, los fenómenos cinéticos asociados a
dichos medios.

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