Electroquimica

Alguna vez te has preguntado por qué: envejecemos, se descomponen los alimentos, se oxidan los clavos y el alambre, las manzanas y los plátanos cambian de color al partirlos, la lámina de los carros y los pilares de los muelles se corroen en las costas.

Todos los procesos anteriores son cambios químicos fundamentalmente de naturaleza eléctrica, debido a que hay electrones involucrados en latransformación de dichas sustancias. Estos procesos son reacciones químicas a las que se les denomina de oxidación- reducción (redox).
Muchos procesos químicos importantes emplean electricidad, mientras que otros pueden ser empleados para producirla. Debido a la importancia de la electricidad en la sociedad moderna nos es útil examinar el tema de la electroquímica el cual trata de las relacionesque existen entre la electricidad y las reacciones químicas.
Hay dos procesos diferentes de gran importancia en electroquímica:
1. Aprovechar las reacciones espontáneas de óxido reducción para producir una corriente de energía eléctrica, como en el caso de las pilas voltaicas y galvánicas; esta energía se emplea para poner en marcha a los automóviles, hacer funcionar radios de transistores,calculadoras, relojes, e incluso suministrar energía para una nave espacial.
2. Producir una reacción de óxido reducción que no podría ocurrir espontáneamente y que se utiliza para realizar transformaciones químicas como las celdas electrolíticas que requieren de una fuente de energía para llevarse a cabo, por ejemplo la electrólisis del agua, la producción del aluminio, y el refinamiento de algunosmetales.
La oxidación se refiere a:
• La ganancia de oxígeno por parte de una molécula
• La pérdida de hidrógeno en una molécula
• La pérdida de electrones que sufre un átomo o grupo de átomos
• Aumentando en consecuencia su número de oxidación
La reducción se refiere a:
• La pérdida de oxígeno por parte de una molécula
• La ganancia de hidrógeno en una molécula
• La ganancia deelectrones que sufre un átomo o grupo de átomos
• Disminución o reducción en su número de oxidación
Los procesos de oxidación y reducción suceden simultáneamente y nunca de manera aislada, por lo que se denominan reacciones redox.
Para balancear este tipo de reacciones estudiaremos dos métodos:
• Método redox o cambio del número de oxidación.
• Método de ion electrón.
• La electroquímica es larama de la química que estudia y analiza la interconversión de la energía química y la energía eléctrica y viceversa.
• Todos los procesos electroquímicos son procesos de oxidación reducción, en donde la energía liberada por una reacción química espontánea es transformada en energía eléctrica, o bien donde la energía eléctrica es usada para que una reacción química no espontánea, se lleve a cabo.La siguiente figura ilustra como se relaciona la energía química y eléctrica en los procesos electroquímicos.
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• Para comprender estos procesos se necesita entender, que sucede cuando los electrodos interactúan con el electrolito.
• Un electrolito es una sustancia que en disolución acuosa conduce la energía eléctrica, porque al disociarse en iones positivos y negativos pueden conducir laenergía eléctrica. Las sales, las bases y algunos ácidos tienen esta propiedad y dependiendo del grado de disociación, se clasifican en electrolitos fuertes o débiles.
• • Si se coloca una barra de zinc metálico (Zn),en una disolución diluida de ZnSO4 (electrolito), el zinc metálico tiene tendencia a perder electrones y pasar a la disolución como iones Zn2+, al mismo tiempo estos iones endisolución, al acercarse a la barra, ganan electrones y se reducen a Zn metálico. Este proceso ocurre continuamente hasta alcanzar un equilibrio
• Zn0 → Zn2+ + 2e-
• Por el contrario, si se introduce una barra de cobre (Cu) en una disolución de CuSO4, los iones Cu2+ de la disolución tienen tendencia a ganar electrones al acercarse a la barra de cobre y pasan a Cu metálico, mientras que el cobre...