Electroquimica

UNIDAD X
ELECTROQUIMICA.
Electroquímica es la parte de la química que estudia la relación entre los cambios químicos y la energía eléctrica.
En todos los procesos estudiados en esta parte de la química describen las transformaciones de las especies participantes analizando el intercambio de electrones, por esta razón es necesario conocer los siguientes conceptos:
Ionización es el procesomediante el cuál una molécula sufre una ruptura de enlace originando la formación de dos iones de diferente carga eléctrica.

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Disociación es la separación de los iones existentes en una sustancia iónica, cuando se encuentra en solución acuosa o en estado líquido.
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Electrolito es una sustancia que en solución o fundida es conductor eléctrico. Por ejemplo:
el cloruro de sodio(NaCI).
No electrolito es la sustancia que tanto en solución como fundida no conducen la corriente eléctrica, como pudiera ser el azúcar.
UNIDADES ELECTRICAS .
Enseguida se describen algunas unidades eléctricas esenciales para comprender los temas de esta unidad.
Faraday (F) es la cantidad de electricidad necesaria para liberar o formar un equivalente gramo de un elemento en solución. Durantela electrolisis, el paso de un Faraday a través del circuito produce la oxidación de un peso equivalente de una sustancia en un electrodo y la reducción de un peso equivalente en otro.
1 F = 96500 Coulomb = 1 mol de e-
Coulomb ( C ) es la cantidad electricidad transmitida en un segundo mediante una corriente de un amperio.
1 coulomb = 1 ampere X 1 segundo
O bien:
c = A X s
Amperio (A) es lavelocidad de flujo de un coulomb por segundo.
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O bien:
A = c/s.
Equivalente químico (e) es la cantidad de gramos de una sustancia liberados o formados por el paso de una corriente de un coulomb.

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Donde:
e = equivalente electroquímico.
Peq = Peso equivalente.
F = Faraday.
CELDA Y PROCESO ELECTROLITICO.
Electrolisis es el proceso donde se emplea una determinada cantidad deenergía eléctrica haciéndola pasar a través de una sustancia en solución o fundida ocasionando en ella cambios químicos. La electrolisis se lleva a cabo en un dispositivo conocido como celda electrolítica.
La electrolisis se lleva a cabo en un dispositivo conocido como celda electrolítica, este de describe a continuación:
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Las celdas electrolíticas están constituidas por un recipiente; elcuál contiene al electrólito y debe ser de un material que no reaccione con éste, dos electrodos (uno funciona como cátodo y el otro como ánodo) quiénes permiten el paso de la corriente eléctrica. Una fuente de voltaje y un amperímetro.
En la figura anterior se muestra el proceso electrolítico del cloruro de sodio (NaCI), ésta sustancia al encontrarse en forma líquida, las partículas que la formanse encuentran como iones.
Al fluir los electrones a través del electrólito, los cationes (Na+) son atraídos por el cátodo efectuándose una reacción de reducción. Es por ello que, al cátodo se le defina como el electrodo donde se lleva a cabo la reducción.
Al mismo tiempo, los aniones ( CI-) se dirigen hacia el ánodo, donde ocurre la oxidación. Al ánodo se le define como el electrodo donde ocurrela oxidación.

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Reacción anódica (oxidación).
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Las leyes que rigen los procesos electrolíticos fueron establecidas por Michael Faraday.
La primera de sus leyes dice así “La cantidad de una sustancia liberada o depositada en una celda electrolítica es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa a través de la solución”. Esto se puede representar matemáticamente de lasiguiente forma:
m = e Q
Donde:
m= masa (g).
E = equivalente electroquímico. (g/c).
Q = cantidad de corriente eléctrica.( c ).
Sabiendo que.

Al sustituir las igualdades anteriores en la primera ecuación, se obtienen lo
siguiente:
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Donde: m = masa (g).
PE = peso equivalente (g/eq).
I = Intensidad de corriente eléctrica (A).
t = tiempo. (s)
f = Faraday. ( c )
Ejemplo 11.1:...