Resolte helicoidales

FUNDAMENTOS


DE ELECTROQUÍMICA


Lcdo. Nelson Rodríguez


1. INTERFASE ELECTRODO-ELECTROLITO.


Cuando se sumerge un metal en un electrólito se establece un equilibrio dinámico de óxido-reducción y se genera al mismo tiempo una diferencia de potencial eléctrico en el electrodo, es decir en la interfase metal-solución (metal-ión metálico).











Fig. 1Electrodo consistente en un Metal “M”
sumergido en un electrólito “S”.


La figura 1 representa esta interfase, en donde (M y (S son respectivamente los potenciales eléctricos en el metal y en la solución.

M( S( = (M - (S, es la diferencia de potenciales internos de las fases metal (M) y solución (S) o potencial del electrodo.

Él origen de este potencialde equilibrio se debe al hecho de que los átomos del metal se ionizan hasta que el desplazamiento de las cargas eléctricas producidas contrarreste exactamente la tendencia a la ionización de más átomos metálicos. La solución actúa entonces como un medio donde se efectúa el equilibrio.
M MZ+ + Ze
Donde M representa un átomo metálico.
El potencial de equilibrioelectroquímico se alcanza cuando la reacción parece detenerse desde el punto de vista macroscópico. Sin embargo, microscópicamente se considera que existen dos reacciones en el electrodo, una de oxidación y una de reducción en sentido inverso con velocidades distintas, las que se igualan en el equilibrio. Esta condición corresponde a un potencial definido del metal con respecto a la solución. Determinadopor la naturaleza del metal y de sus iones y por la concentración o actividad de estos.

2. ELECTRIZACIÓN DE LOS DOS LADOS DE LA INTERFASE:
LA LLAMADA “DOBLE CAPA ELÉCTRICA”

Un metal puede representarse de forma elemental, como formado por partículas cargadas: iones positivos y electrones, con un balance neutro de estas cargas. Al entrar en contacto el metal con un electrólito seinduce una carga en el metal, que es igual y de signo opuesto a la del electrólito que forma la otra parte de la interfase (figura 2). Nótese sin embargo, que la región a la cual llamamos interfase como un todo es eléctricamente neutra. A través de esta interfase se produce una diferencia de potencial.













Las fuerzas eléctricas que operan entre el metal y la soluciónconstituye él a campo traviesa del límite electrodo-electrólito. Puede verse que aún cuando la diferencia de potencial a través de la interfase no es grande (( 1 V), las dimensiones de la región que constituye la interfase son muy pequeñas (( 10 A), por tanto, la fuerza del campo (gradiente de potencial) es enorme; del orden de 107 V / cm. El efecto de este gran campo en la interfaseelectrodo-electrólito es en cierto sentido, la esencia de la electroquímica.
El término doble capa eléctrica o simplemente doble capa, suele utilizarse para describir la ordenación de cargas y dipolos orientados que constituyen la región de la interfase en los límites de un electrólito. El término doble capa no debe usarse en sentido literal, sino como sinónimo de interfase electrizada, ya que la interfaseesta formada por más de dos capas o láminas de cargas.

Considerando la interfase metal-solución representada en la figura 3, cuando el metal se carga con un exceso de densidad de carga qm, significa que hay un exceso de electrones libres (qm es negativa) o un defecto de los mismos (qm es positiva) sobre la superficie del metal.














Puede compararse la superficie delmetal con un escenario ocupado por una densidad de carga negativa. Las partículas de la solución constituyen el auditorio que presencia la escena que se desarrolla en este escenario. La primera fila está ocupada, en gran parte, por moléculas dipolares de agua. El exceso de carga presente en el metal produce una orientación preferente de las moléculas de agua; esta es la capa hidratación del...