interfases

“Curso de Electroquímica”
Clave 1540

Dr. Francisco Javier Garfias Vázquez
Facultad de Química, UNAM

Módulo I:

“FUNDAMENTOS DE ELECTROQUÍMICA I”

Expositor:
Dr. Francisco Javier Garfias Vázquez
Profesor de Carrera
Facultad de Química, UNAM

1

MODULO I: Fundamentos de la electroquímica I
I.1 Introducción. Panorama de la electroquímica
I.2 Propiedades de conductividad deelectrodos y de electrolitos
I.2.1 Revisión de conceptos de electricidad básica
I.2.2 Migración, difusión y convección
I.2.3 Leyes de Faraday
I.3 Termodinámica Electroquímica
I.3.1 Celdas espontáneas y no espontáneas
I.3.2 Potencial electroquímico para la reacción de transferencia de
carga
I.3.3 Concepto de actividad iónica y su relación con la concentración.
Ley límite de Debye-Huckel
I.3.4Potencial estándar de reducción. Electrodo normal de hidrógeno,
Potencial de celda. Diagramas y convenciones
I.3.5 Equilibrio electroquímico. Ecuación de Nernst
I.3.6 Electrodos. Clasificación y descripción
I.3.7 Predominio de especies en relación con el potencial (Diagrama
de Pourbaix)

I.1 Introducción. Panorama de la

electroquímica

2

Un poco de historia,


1600 – SirWilliam Gilbert propone la palabra eléctrico – Palabra griega
para el ámbar (elektron)






Electricidad resinosa (sustancias similares al ámbar – poder de atracción de objetos
pequeños)
Electricidad vítrea (sustancias similares al vidrio – poder de repulsión)

1747 – Benjamin Franklin propone la teoría del fluido eléctrico


Electricidad resinosa – electricidad negativa (exceso defluido eléctrico)



Electricidad vítrea – electricidad positiva (deficiencia en fluido eléctrico)



Ahora se sabe que,


La electricidad negativa – exceso de electrones



La electricidad positiva – deficiencia de electrones

Un poco de historia,


1791 – Luigi Galvani – Observó el paso de la electricidad en el anca de una rana



1794 – Alessandro Volta - Construyóla famosa “pila voltaica” formada por
placas de plata y de zinc separadas por un trapo remojado en solución salina



1800 – William Nicholson y Anthony Carlisle – Descomposición del agua
mediante una corriente eléctrica




Aparición de oxígeno en uno de los polos y de hidrógeno en el otro

1832 - Concepto de Faraday - Formación de iones en los electrodos debido al
paso de lacorriente eléctrica. Definió las palabras,


Electrólisis (del griego lysis, poner en libertad) para describir la división del agua
ocasionada por una corriente eléctrica,



Cátodo (del griego
hidrógeno, y

cathodos, camino descendente) al electrodo en el cual se recolecta el



Ánodo (del griego

ana, hacia arriba; hodos, camino) al otro electrodo

3

Un poco de historia,

1840 - Primer proceso de plateado



1886 - Patente para la fabricación de aluminio - (Hall y Heroult)



1887 - Concepto de Arrhenius - Disociación de la materia en iones
independiente del paso de la corriente eléctrica.



1893 - Patente del electrodo poroso - (Paul L. Hulin)



1960 a 1970 - Nacimiento de la Ingeniería Electroquímica

¿Cuál es el objetivo de laIngeniería Electroquímica?


Puesta en marcha de Procesos Electroquímicos


Aspectos de optimización económica y técnica del proceso



Concepción, dimensionamiento, modelización de reactores,
optimización energética y económica, extrapolación a grande o
pequeña escala

¿Qué es la Electroquímica?
Disciplina que estudia las relaciones que se establecen entre los
sistemas eléctricosy los sistemas químicos en un proceso.

4

¿Cuál es la frontera entre la Electroquímica y la
Ingeniería Electroquímica?

En Electroquímica se estudian las condiciones experimentales, de
tal forma que cada proceso elemental puede ser estudiado
separadamente
En Ingeniería Electroquímica, es necesario tomar en cuenta
globalmente todos los fenómenos que se producen en el seno de
la...