Electroquimica
Páginas: 8 (1984 palabras)
Publicado: 1 de diciembre de 2014
Introducción a la Electroquímica
La electroquímica estudia las reacciones químicas que se producen debido a la corriente eléctrica y también la producción de energía eléctrica a partir de reacciones químicas. Las reacciones electroquímicas involucran un cambio en el estado de oxidación de las especies involucradas.
Siempre que existe la oxidación, existe también una reducciónen oposición para consumir el flujo de corriente eléctrica que se genera o se aplica al ocurrir esto. Y para muestra, se puede observar el experimento de “la gota de Evans”. ¿Te has puesto a pensar que si una lata se oxida, qué es lo que se reduce?
La solución de Evans consiste en una solución diluida de ferricianuro de potasio y fenolftaleína. Se coloca una gota en una lata (con alto contenidode Fe) y ocurren cambios en la coloración inicial:
Figura 42. Experimento de “la gota de Evans”
Las semi-reacciones (electroquímicas) que ocurren son:
a) Oxidación:
Fe = Fe2+ + 2e-
El Fe(II) en presencia del ferricianuro, a través de una reacción química, forma un precipitado azul de ferricianuro ferroso:
3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- =Fe3[Fe(CN)6]2
b) Reducción
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
Que es identificable por el color característico de la fenolftaleína rosa-violeta en presencia de iones OH- (que es también una reacción química),
¡La lata es ánodo y cátodo a la vez!
Mediciones y unidades eléctricas
Q Carga eléctrica. La cantidad de carga eléctrica Q se mide en Coulombs (C). La carga de unelectrón es 1.602x10-19 C.
¿Cuál será la carga de 1 mol de electrones? Realiza tu análisis dimensional:
¿A qué constante equivale?_____________________________
Corriente eléctrica. La corriente eléctrica (i) se produce debido al movimiento de cargas (electrones).
Cuando una cantidad de carga igual a 1 Coulomb se mueve en un tiempo de 1 segundo, decimos que hacirculado 1 Amperio de corriente:
La carga es la corriente medida a un cierto tiempo:
Pero manteniendo constante la corriente (con un galvanostato por ejemplo), la carga es simplemente:
Donde:
Q Carga, C
i Corriente, C/s
t Tiempo, s
Voltaje (diferencia de potencial eléctrico). La “fuerza” o “tensión” que impulsa a las cargas a moverse a través de un circuito se llamavoltaje o diferencia de potencial. Su unidad de medida es el Voltio y su símbolo en electroquímica es E. Para el voltaje de una celda se utilizan los términos fuerza electromotriz o fem, y potencial de celda.
Resistencia eléctrica. Es la oposición que un circuito ofrece al paso de la corriente eléctrica. Su símbolo es R y su unidad de medida es el Ohm (Ω).
LEY DE OHM. La leyde Ohm relaciona la corriente, el voltaje y la resistencia en una sola ecuación, que es:
Si comparamos un sistema hidráulico y uno eléctrico, se establece una analogía. Completa los espacios:
Circuito hidráulico Circuito eléctrico
Fuerza impulsora: ______Bomba_(atm)_______ ___________________( )__
Flujo: ______Agua (L/s)____________________________( )__
Resistencia: _____Diámetro (cm)________ ____________________( )__
Celdas electroquímicas
Una celda electroquímica es un arreglo de dos o más electrodos en contacto con un electrolito (una substancia que conduce la electricidad debido a la presencia de iones).
Figura 43. Una celda electroquímica formada por dos medias celdas.
NOTA: Amenos que se indique lo contrario, en los esquemas de las celdas,el electrodo de la izquierda SIEMPRE será el ÁNODO
Las celdas electroquímicas pueden ser de dos tipos:
celda galvánica es aquella en la que ocurren reacciones espontáneas y se genera energía eléctrica que puede aprovecharse en un circuito externo. Se les conoce comúnmente como pilas o baterías.
celda electrolítica es...
La electroquímica estudia las reacciones químicas que se producen debido a la corriente eléctrica y también la producción de energía eléctrica a partir de reacciones químicas. Las reacciones electroquímicas involucran un cambio en el estado de oxidación de las especies involucradas.
Siempre que existe la oxidación, existe también una reducciónen oposición para consumir el flujo de corriente eléctrica que se genera o se aplica al ocurrir esto. Y para muestra, se puede observar el experimento de “la gota de Evans”. ¿Te has puesto a pensar que si una lata se oxida, qué es lo que se reduce?
La solución de Evans consiste en una solución diluida de ferricianuro de potasio y fenolftaleína. Se coloca una gota en una lata (con alto contenidode Fe) y ocurren cambios en la coloración inicial:
Figura 42. Experimento de “la gota de Evans”
Las semi-reacciones (electroquímicas) que ocurren son:
a) Oxidación:
Fe = Fe2+ + 2e-
El Fe(II) en presencia del ferricianuro, a través de una reacción química, forma un precipitado azul de ferricianuro ferroso:
3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- =Fe3[Fe(CN)6]2
b) Reducción
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
Que es identificable por el color característico de la fenolftaleína rosa-violeta en presencia de iones OH- (que es también una reacción química),
¡La lata es ánodo y cátodo a la vez!
Mediciones y unidades eléctricas
Q Carga eléctrica. La cantidad de carga eléctrica Q se mide en Coulombs (C). La carga de unelectrón es 1.602x10-19 C.
¿Cuál será la carga de 1 mol de electrones? Realiza tu análisis dimensional:
¿A qué constante equivale?_____________________________
Corriente eléctrica. La corriente eléctrica (i) se produce debido al movimiento de cargas (electrones).
Cuando una cantidad de carga igual a 1 Coulomb se mueve en un tiempo de 1 segundo, decimos que hacirculado 1 Amperio de corriente:
La carga es la corriente medida a un cierto tiempo:
Pero manteniendo constante la corriente (con un galvanostato por ejemplo), la carga es simplemente:
Donde:
Q Carga, C
i Corriente, C/s
t Tiempo, s
Voltaje (diferencia de potencial eléctrico). La “fuerza” o “tensión” que impulsa a las cargas a moverse a través de un circuito se llamavoltaje o diferencia de potencial. Su unidad de medida es el Voltio y su símbolo en electroquímica es E. Para el voltaje de una celda se utilizan los términos fuerza electromotriz o fem, y potencial de celda.
Resistencia eléctrica. Es la oposición que un circuito ofrece al paso de la corriente eléctrica. Su símbolo es R y su unidad de medida es el Ohm (Ω).
LEY DE OHM. La leyde Ohm relaciona la corriente, el voltaje y la resistencia en una sola ecuación, que es:
Si comparamos un sistema hidráulico y uno eléctrico, se establece una analogía. Completa los espacios:
Circuito hidráulico Circuito eléctrico
Fuerza impulsora: ______Bomba_(atm)_______ ___________________( )__
Flujo: ______Agua (L/s)____________________________( )__
Resistencia: _____Diámetro (cm)________ ____________________( )__
Celdas electroquímicas
Una celda electroquímica es un arreglo de dos o más electrodos en contacto con un electrolito (una substancia que conduce la electricidad debido a la presencia de iones).
Figura 43. Una celda electroquímica formada por dos medias celdas.
NOTA: Amenos que se indique lo contrario, en los esquemas de las celdas,el electrodo de la izquierda SIEMPRE será el ÁNODO
Las celdas electroquímicas pueden ser de dos tipos:
celda galvánica es aquella en la que ocurren reacciones espontáneas y se genera energía eléctrica que puede aprovecharse en un circuito externo. Se les conoce comúnmente como pilas o baterías.
celda electrolítica es...
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