Efecto del pH sobre las propiedades fisicoquímicas de electrolitos basados en citrato

Palabras clave: anodizado de aluminio, ácido cítrico, ácido sulfúrico, proceso sustentable

Resumen

Este trabajo evalúa las propiedades fisicoquímicas de sistema de ácido cítrico-citrato en función del pH con el objetivo de evaluar su viabilidad como electrolito alternativo al uso de ácido sulfúrico (15 a 20%) empleado industrialmente en el proceso de anodizado. Se determinaron parámetros como pH, conductividad eléctrica, densidad, acidez titulable y especiación química predominante en cada sistema. Los resultados de conductividad se encuentran en un intervalo de 5.25 a 6.56 mS.cm-1, incrementando con el pH, esto dado a la formación progresiva de especies desprotonadas (citratos).  Por otro lado, las soluciones de ácido sulfúrico presentan conductividades de hasta 515 mS.cm-1, lo cual indica una completa disociación del ácido fuerte. La acidez titulable en cada sistema cítrico aumentó con el pH, lo cual señala que el electrolito resiste a los cambios de pH, mientras la densidad se mantuvo cercana a la del agua, esto en contraste con los valores más altos observados en las soluciones de ácido sulfúrico.  El análisis de especiación señala una transición del ácido cítrico a citrato, siendo esto el factor más importante que determina el comportamiento electroquímico del sistema. En general un sistema de ácido cítrico-citrato representa una opción sustentable para aplicaciones electroquímicas, especialmente cuando se optimiza el pH para favorecer la formación de especies desprotonadas.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Citas

1. Habazaki, H., & Skeldon, P. (2017). Formation of porous anodic films on aluminium. Journal of Electrochemical Science and Technology, 8(1), 1–16.
2. Lee, W., & Park, S. J. (2014). Porous anodic aluminum oxide: anodization and templated synthesis. Chemical Reviews, 114(15), 7487–7556.
3. Sulka, G. D. (Ed.). (2016). Nanostructured anodic metal oxides: fabrication, characterization and applications. Elsevier.
4. Thompson, G. E. (2012). Porous anodic alumina: fabrication, characterization and applications. Thin Solid Films, 297(1–2), 192–201.
5. Poinern, G. E. J., Ali, N., & Fawcett, D. (2011). Progress in nano-engineered anodic aluminum oxide membrane development. Materials, 4(3), 487–526.
6. Zaraska, L., Sulka, G. D., & Jaskuła, M. (2016). The effect of anodizing conditions on anodic aluminum oxide structures. Surface and Coatings Technology, 307, 948–957.
7. Kikuchi, T., Nishinaga, O., Natsui, S., & Suzuki, R. O. (2014). Fabrication of anodic porous alumina with controlled nanostructures. Electrochimica Acta, 137, 728–735.
8. Diggle, J. W., Downie, T. C., & Goulding, C. W. (1969). Anodic oxide films on aluminum. Chemical Reviews, 69(3), 365–405.
9. Hoar, T. P., & Mott, N. F. (1939). A mechanism of anodic oxidation. Journal of Physical Chemistry, 43, 1053–1063.
10. Keller, F., Hunter, M. S., & Robinson, D. L. (1953). Structural features of oxide coatings on aluminum. Journal of The Electrochemical Society, 100(9), 411–419.
11. Sheldon, R. A. (2017). The E factor 25 years on: the rise of green chemistry. Green Chemistry, 19, 18–43.
12. Anastas, P. T., & Eghbali, N. (2010). Green chemistry: principles and practice. Chemical Society Reviews, 39, 301–312.
13. Clark, J. H., & Tavener, S. J. (2007). Alternative solvents: shades of green. Organic Process Research & Development, 11, 149–155.
14. Caporali, S., et al. (2018). Environmentally friendly anodizing processes. Surface Engineering, 34, 1–
15. Lide, D. R. (Ed.). (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97th ed.). CRC Press.
16. Martell, A. E., & Smith, R. M. (2004). Critical stability constants. Springer.
17. Stumm, W., & Morgan, J. J. (2012). Aquatic chemistry (3rd ed.). Wiley.
18. Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2014). Fundamentals of analytical chemistry (9th ed.). Cengage.
19. Harris, D. C. (2015). Quantitative chemical analysis (9th ed.). W. H. Freeman.
20. Zumdahl, S. S., & Zumdahl, S. A. (2014). Chemistry (9th ed.). Cengage.
21. Bard, A. J., & Faulkner, L. R. (2001). Electrochemical methods: fundamentals and applications (2nd ed.). Wiley.
22. Atkins, P., & de Paula, J. (2014). Physical chemistry (10th ed.). Oxford.
23. Robinson, R. A., & Stokes, R. H. (2002). Electrolyte solutions. Dover.
24. Harned, H. S., & Owen, B. B. (1958). The physical chemistry of electrolytic solutions. Reinhold.
25. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. (2012). Sulfuric acid. Wiley-VCH.
26. Greenwood, N. N., & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the elements. Butterworth-Heinemann.
27. Housecroft, C. E., & Sharpe, A. G. (2012). Inorganic chemistry. Pearson.
28. Li, Y., et al. (2019). Organic acids in anodizing processes. Surface and Coatings Technology, 357, 52–60.
29. Chen, X., et al. (2020). Eco-friendly anodizing electrolytes. Journal of Cleaner Production, 258, 120–135.
30. Wang, J., et al. (2021). Electrochemical behavior of organic acid electrolytes. Electrochimica Acta, 389, 138–149.
31. Schlesinger, M., & Paunovic, M. (2010). Modern Electroplating (5th ed.). Wiley.
32. Masuda, H., & Fukuda, K. (1995). Ordered metal nanohole arrays made by a two-step replication of honeycomb structures of anodic alumina. Science, 268(5216), 1466–1468.
33. Thompson, G. E. (1997). Porous anodic alumina: fabrication, characterization and applications. Thin Solid Films, 297(1–2), 192–201.
34. Lide, D. R. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). CRC Press.
35. Bard, A. J., & Faulkner, L. R. (2001). Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (2nd ed.). Wiley
Publicado
2026-05-05
Cómo citar
Lara Banda, M., Velasco Gómez, M. Y., Almaguer Cantú , V., & Gaona Tiburcio, C. (2026). Efecto del pH sobre las propiedades fisicoquímicas de electrolitos basados en citrato. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 10(2), 5567 - 5579. https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v10i2.23580
Sección
Ciencias y Tecnologías