Electroquímica y fenómenos de superficie

Electroquímica y Fenómenos de Superficie
I Conceptos
Conductancia
La conductancia está directamente relacionada con la facilidad que ofrece un
material cualquiera al paso de la corriente eléctrica. La conductancia es lo opuesto
a la resistencia. A mayor conductancia la resistencia disminuye y viceversa, a
mayor resistencia, menos conductancia, por lo que ambas son inversamenteproporcionales.
Existen algunos materiales que conducen mejor la corriente que otros. Los
mejores conductores son, sin duda alguna, los metales, principa lmente el oro (Au)
y la plata (Ag), pero por su alto costo en el mercado se prefiere utilizar, en primer
lugar, el cobre (Cu) y, en segundo lugar, el aluminio (Al), por ser ambos metales
buenos conductores de la electricidad y tener un costo mucho menorqu e el del
oro y la plata.
De acuerdo con la Ley de Ohm, el valor de la resistencia “R” se obtiene
dividiendo el voltaje o tensión en volt “E” del circuito, por el valor de la intensidad
“I” en ampere, como se muestra en el ejemplo siguiente:

Si representamos la conductancia eléctrica con la letra “G” (sabiendo que es lo
opuesto a la resistencia y que podemos representarlamatemáticamente como
1/R), es posible hallar su valor invirtiendo los valores de la tensión y la intensidad
en la fórmula anterior, tal como se muestra a continuación:

Por tanto, sustituyendo por “G” el resultado de la operación, tendremos:

O también:

Página 1

Electroquímica y Fenómenos de Superficie
El valor de la conductancia “G” de un material se indica en “siemens” y se
identifica con laletra “S”, un siemens equivale a,

o también a

-1

.

Características de las interfaces en electroquímica
La región fronteriza entre dos fases con composiciones distintas está
caracterizada por la presencia de fuerzas anisotrópicas. Un ejemplo común donde
esto sucede es la interface agua/aire, resultando en la aparición de fenómeno de
tensión superficial del agua.
Una molécula del aguaal interior de un Bécquer conteniendo el líquido
interactúa con las moléculas vecinas de forma homogénea, dentro de una misma
región esférica centrada en esta molécula, siendo que las fuerzas de interacción
no dependen de la dirección (fuerzas isotrópicas). En tanto, la si tuación de una
molécula situada en la superficie del líquido y en contacto con el aire es diferente.
En la semiesferasituada debajo de la superficie, la molécula interactúa con
otras moléculas de agua y en la otra el contacto se establece con las mol éculas de
las especies que forman el aire. Y es de esta anisotropía de fuerzas que surge el
fenómeno de la tensión superficial y las demás propiedades características de la
interface.
Considerando ahora un soluto iónico disuelto en agua, se observa que elcomportamiento de un ión presenten en el interior de la solución es gobernado por
fuerzas isotrópicas, en tanto que el comportamiento del ión cerca de la superficie
es gobernado por fuerzas anisotrópicas. Así, si la concentración de este ión fuese
mapeada en función de su posición, se verifica que al interior de la solución ella es
siempre constante.
Por otra parte, dependiendo del componente totalde las fuerzas anisotrópicas
superficiales en las regiones próximas a la interface, habrá un aumento o una
disminución de la concentración del ión.
En este caso, como especies cargadas eléctricamente están involucradas, el
resultado será una distribución desigual de cargas eléctrica s de la cual se sigue la
aparición de una diferencia de potencial entre la superficie y el interior de lasolución. En el caso de las moléculas de agua del ejemplo anterior y siendo ellas
dipolos eléctricos, también se observará que la distribución de potenciales no será
uniforme debido a fuerzas anisotrópicas, promoviendo una orientación preferencial
de estos dipolos.
En una interface electrodo/solución electrolítica, los fenómenos ocurren de
forma semejante al que ya fue descrito, apenas en el...