electrolito

Soluciones de electrolitos.
Naturaleza de los electrolitos en
solución. Transporte a través de
membrana

TEMA 7
AÑO 2013



La electroquímica es una rama de la
fisicoquímica que trata de la
interrelación de los fenómenos
químicos y eléctricos, así como del
estudio
de
las
propiedades
eléctricas de las soluciones de los
electrolitos
estableciendo
una
relación entre la acciónquímica y
eléctrica de tales sistemas.

Desde el punto de vista fisicoquímico, los conductores más
importantes son los del tipo electrolítico, es decir los electrolitos,
estos se distinguen de los conductores electrónicos, como los
metales, por el hecho de que el paso de la corriente eléctrica va
acompañada por el transporte de materia. Hay 2 grandes grupos
de conductoreselectrolíticos:1-Sustancias puras (sales fundidas) y
2-disoluciones.

Conductancia
metálica

Conductancia
electrolitica





En un conductor metálico (1ra clase) el
transporte de corriente eléctrica es debido al
movimiento de los electrones dentro de la red
del sólido cuando se le aplica una diferencia de
potencial eléctrico entre sus extremos.
En una celda electroquímica la conducción otransporte de corriente eléctrica dentro de la
solución electrolítica la realizan las especies
iónicas
disueltas.
A
las
soluciones
electrolíticas se las denomina conductores de
2da clase.

La conductividad de las disoluciones iónicas se debe al
movimiento de los cationes y los aniones. Se desplazan en
direcciones opuestas y podemos considerar una corriente
debida a iones positivos , I+y una corriente debida a iones
negativos, I- . Si consideramos la corriente como el cambio
en la cantidad de iones que pasan a través del área de la
sección transversal A por unidad de tiempo, podemos escribir
la corriente así:

En cantidades molares, si consideramos que la carga total es
igual a la magnitud de la carga multiplicada por la unidad
fundamental de carga (e), multiplicada a suvez por el
número de iones, rescribimos la ecuación anterior como:

Donde Ni representa la cantidad de iones de la especie i. El
valor absoluto de la carga del ión garantiza que la corriente
será positiva. Si suponemos que los iones se desplazan con
una determinada velocidad vi a través de la sección
transversal A y si expresamos la concentración del ión como
N/V, podemos escribir elcambio en la cantidad de materia por
unidad de tiempo, como la concentración multiplicada por el
área y la velocidad:

Si sustituimos en la expresión de Ii :

-

Efecto de
relajación
o simetría

+
+

Efecto
electroforético

- +
+ -

+

+

Los iones que conducen la corriente en la disolución se
mueven como respuesta a una fuerza electromotriz que actúa
a todo lo largo de ladisolución. Existe una relación entre la
fuerza (F) y el campo eléctrico (E) (Efecto de relajación).
Si reemplazamos qi:
La segunda ley de Newton afirma que si una fuerza actúa
sobre un objeto, el objeto se acelera y su velocidad se
incrementa. Si hay una fuerza como consecuencia del campo
eléctrico, entonces un ión se aceleraría indefinidamente, sin
embargo, en una disolución una fuerzade fricción debida al
movimiento a través del disolvente (efecto electroforético).
Esta fuerza siempre actúa en contra de la dirección del
movimiento y es proporcional a la velocidad del ión.

Como consecuencia de la fuerza de fricción, a determinada
velocidad la fuerza neta sobre el ión se reducirá a cero y el ión
no se acelerará más. La velocidad de éste permanecerá
constante y será:Que es f, la constante de
fricción, de acuerdo con
constante de fricción de un
desplaza en un medio fluido

proporcionalidad de la fuerza de
la segunda ley de Stokes, la
cuerpo esférico de radio ri que se
con una viscosidad  es:

De acuerdo con la expresión de Stokes, la velocidad de los
iones es:
Si sustituimos la expresión para la corriente, Ii, se convierte
en:

La ecuación...