Síntesis y caracterización de electrolitos inorgánicos para baterías de ion de litio de estado sólido

Estancia de Verano 2024, Departamento de Química Cinvestav

La información que genera la investigación termoquímica es útil y de interés  tanto a nivel industrial  como  de ciencia básica. No es posible  diseñar  un proceso industrial eficiente  sin conocer el calor  de reacción asociado a dicho  proceso. No es  posible conocer los  factores   energéticos que  determinan  la  estabilidad de  una  molécula orgánica  sin  conocer su  entalpía  de  formación. Las  metodologías experimentales abajo descritas y asignables a estudiantes de licenciatura para la Estancia de Verano
2024 en el Departamento de Química son ilustrativas y pretenden interesar y adentrar al estudiante en la investigación en Termoquímica.

• Calorimetría de reacción-solución. En Termoquímica con  frecuencia es de interés determinar  la energía de solución o de solvatación de carbohidratos, aminoácidos o éteres  corona  en agua  o disolventes orgánicos. Dicha  energía es proporcional a las interacciones soluto-solvente y se  determina  a través  de calorimetría de reacción- solución, metodología experimental basada en los conceptos de Entalpía de Reacción y Ley de Hess que se estudian  en los cursos de Fisicoquímica de las licenciaturas en Química. En el laboratorio dicha  metodología  requiere ser habilitada y probada  en su exactitud utilizando substancias de referencia como cloruro de potasio.
• Calorimetría   de    combustión.   El   estudio    de   la   energética    de   compuestos nitrogenados, como aminoácidos, pasa  por la determinación de su entalpía  estándar de formación, que es la energía requerida para la formación  de la sustancia a partir de los  elementos que  la  componen. La  metodología   más  exacta  para  hacerlo  es  la calorimetría de combustión isoperibólica cuya aplicación se fundamenta en los conceptos de energía interna, calor y Primera Ley de la Termodinámica que se estudian en los  cursos de termodinámica de las  licenciaturas en Química. En el laboratorio dicha metodología  requiere ser habilitada y probada en su exactitud  determinando la energía de combustión de urea o acetanilida.
• Análisis Termogravimétrico. El estudio  de la energética  de compuestos orgánicos requiere de la determinación de sus entalpías de formación  en fase gas, cantidad que es derivada de la entalpía de sublimación de la sustancia en estudio.  En el laboratorio este tipo de mediciones se efectúan  aplicando termogravimetría  a temperatura constante o variable. La termogravimetría permite la medición exacta de la pérdida de masa  de la muestra  como  función  de la temperatura,  y dado que la volatilidad  de la sustancia es  proporcional a su  presión  de vapor,  con  la  aplicación de ecuaciones adecuadas  como   la  de  Clausius-Clapeyron  es  posible   la  medición  exacta   de  la entalpía de sublimación.

Dra. Adriana María Mendoza García