Electroquimica

ELECTROQÍMICA
Las reacciones de oxidación-reducción implican la transferencia de electrones. Dado que la corriente eléctrica está constituida por un flujo de electrones, es posible utilizar reacciones químicas para generar energía eléctrica y, a la inversa, aprovechar la corriente eléctrica para inducir reacciones químicas. En el segundo caso nos estamos refiriendo a las electrólisis. Laproducción industrial de muchos metales como sodio, aluminio y cobre, está basada en la utilización de la energía eléctrica para reducir los iones metálicos positivos al metal elemental. La producción de electricidad mediante reacciones químicas transcurren en las denominadas células o pilas electroquímicas. Las pilas para linternas radios, calculadoras, etc; la baterías para automóviles, hacen uso delas reacciones químicas para producir electricidad. La corrosión de los metales es una consecuencia de procesos de oxidación-reducción, la química de la corrosión está muy relacionada con las células electroquímicas. I.-ELECTRÓLISIS.- Hay muchos iones metálicos como Na+, K+, Ca+2 que son difíciles de reducir para dar el elemento metálico. El método más práctico para obtener estos metales consiste enutilizar electrones como agente reductor, es decir, utilizar una corriente eléctrica. La electrólisis puede definirse como un proceso en el que se consume energía eléctrica para provoca un cambio químico. * Electrólisis del cloruro sódico fundido.Se lleva a cabo en una célula electrolítica Una célula electrolítica está integrada por un recipiente, que contiene cloruro sódico fundido, y doselectrodos de un material conductor sólido, generalmente un metal o grafito. Cuando a dichos electrodos se les conecte una batería o una fuente de corriente contínua mediante dos cables conductores: la fuente exterior. - Uno de los electrodos se carga negativamente al recibir electrones de - El otro electrodo se carga positivamente al transferir electrones al exterior. El electrodo cargado negativamenteatrae iones positivos hacia su superficie. Al alcanzar el electrodo, cada ión sodio recibe un electrón y se reduce para formar sodio metálico que asciende hacia la superficie del electrólito fundido. Los iones cloruro son atraídos por el electrodo positivo y en él cada ión cloruro cede un electrón al electrodo y se oxida a cloro atómico. Estos átomos de cloro se combinan para formar moléculas decloro que ascienden como burbujas de gas hacia la superficie. Las reacciones que se producen en la superficie de los electrodos son las siguientes: * Electrodo positivo: Cátodo: 2 Cl- ➔ Cl2 + 2e- oxidación * Electrodo negativo: Ánodo: Na+ + e- ➔ Na reducción

El electrodo en que se produce la oxidación es el ánodo. El electrodo en que tiene lugar la reducción es el cátodo. La reacción neta quese produce en la célula electroquímica es la reacción de la célula: 2 Na+(l) + 2e- ➔ 2 Na(l) (I) 2 Cl-(l) ➔ Cl2(g) + 2e- (II) __________________________________________ Na+(l) + 2 Cl-(l) ➔ Cl2(g) + 2 Na(l)

* Aspectos cuantitativos de la electrólisis.- El principal coste de la preparación electrolítica de metales el debido a la electricidad consumida. Por consiguiente, es importante saber cuál esla cantidad de electricidad necesaria para producir una cantidad determinada del metal. La cantidad de electricidad puede calcularse a partir de las ecuaciones anteriores (I) y (II). El paso de un electrón produce un átomo de sodio, el paso de un mol de electrones produce un mol de sodio. El paso de dos electrones produce una molécula de cloro; el paso de dos moles de electrones produce un mol de1 es

cloro. La carga que transporta un electrón es 1'60219 x 10-19 culombios(C) La carga de un mol de electrones será: x 10-19 culombios·electrón-1)= (6'022 x 1023electrones·mol-1)·(1'60219 96485 C·mol-1 ≅ 96500 culombios: Esta carga es denominada constante de Faraday (F), en honor de Michael Faraday que descubrió las leyes cuantitativas que gobiernan la electrólisis ■ Leyes de Faraday.1ª...