37 ELECTROQUÍMICA
Páginas: 13 (3165 palabras)
Publicado: 8 de diciembre de 2015
37. ELECTROQUÍMICA
Electroquímica, parte de la química que trata de la relación entre las corrientes eléctricas y las reacciones químicas, y de la conversión de la energía química en eléctrica y viceversa. En un sentido más amplio, la electroquímica es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y de los fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes ovoltajes.1
La electroquímica es la rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química. Los procesos electroquímicos son reacciones redox (oxidación- reducción) en donde la energía liberada por una reacción espontánea se convierte en electricidad o donde la energía eléctrica se aprovecha para inducir una reacción química no espontanea.2
37.1. Reaccionesde óxido – reducción
En las reacciones redox se transfieren electrones de una sustancia a otra.
Ejemplo:
La reacción entre el magnesio metálico y el ácido clorhídrico es un ejemplo de una reacción redox:
0 +1 +2 0
Recuerde que los números que aparecen encima de los símbolos de los elementos indican sus números de oxidación. La pérdida de electrones durante laoxidación de un elemento se distingue por un aumento en su número de oxidación. La reducción de un elemento implica disminución en su número de oxidación debida a la ganancia de electrones. En la reacción anterior, el Mg metálico se oxida y los iones H+ se reducen; los iones Cl– son espectadores.
Las reacciones de oxidación y reducción incluyen una transferencia de electrones de una sustancia aotra.3
En la reacción:
El metal zinc se convierte en ion zinc (II) (cada átomo de zinc pierde dos electrones), y el ion cobre (II)se convierte en metal cobre (cada ion cobre gana dos electrones). En general, dos electrones son transferidos de un átomo de zinc a un ion cobre (II).
Toda reacción de oxidación-reducción se puede separar en dos semireacciones, una en la que hay pérdida de electrones yla otra que incluye la ganancia de electrones. La reacción del zinc-ion cobre (II) se puede escribir en términos de las semireacciones siguientes:
Oxidación es la semireacción en la cual hay una pérdida de electrones por una de las especies. Aquí, la semireacción en la que participa el zinc es la semireacción de oxidación.
Reducción es la semireacción en la cual hay una ganancia deelectrones por una de las especies. En este caso, la semireacción en la que participa el cobre es la reducción.
La especie que pierde electrones (zinc en nuestro ejemplo) se dice que es oxidada. La otra especie en la reacción (el ion cobre) se dice que es el agente oxidante. Similarmente, la especie que gana electrones (el ion cobre) se dice que es reducida. La otra especie en la reacción (el zinc) sedice que es el agente reductor. Esta terminología es resumida en el diagrama siguiente:
Veamos cómo se puede escribir una reacción de oxidación-reducción en dos semireacciones. Considérese la reacción del metal zinc con el ion plata, Ag+, para producir ion zinc y metal plata.
No es necesario balancear la ecuación antes de separarla en dos semireacciones.
Primero escribiremos la parte de lareacción en la que participa solamente la especie zinc:
De manera similar, escribimos la parte de la ecuación general en la que participa solamente la especie plata:
Ahora balanceamos las cargas en cada ecuación agregando electrones al lado más positivo. Las semireacciones balanceadas son:
Podemos obtener la ecuación de oxidación-reducción balanceada al multiplicar cada semireacción por unfactor de modo que se puedan sumar juntas, cancelando los electrones. Multiplicamos la primera ecuación por dos (el número de electrones en la primera semireacción).
El método utilizado aquí se puede generalizar para balancear reacciones de oxidación-reducción más complicadas.
37.2. Celdas Galvánicas y sus Componentes
Una celda galvánica o voltaica 4es un dispositivo experimental para...
Electroquímica, parte de la química que trata de la relación entre las corrientes eléctricas y las reacciones químicas, y de la conversión de la energía química en eléctrica y viceversa. En un sentido más amplio, la electroquímica es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y de los fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes ovoltajes.1
La electroquímica es la rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química. Los procesos electroquímicos son reacciones redox (oxidación- reducción) en donde la energía liberada por una reacción espontánea se convierte en electricidad o donde la energía eléctrica se aprovecha para inducir una reacción química no espontanea.2
37.1. Reaccionesde óxido – reducción
En las reacciones redox se transfieren electrones de una sustancia a otra.
Ejemplo:
La reacción entre el magnesio metálico y el ácido clorhídrico es un ejemplo de una reacción redox:
0 +1 +2 0
Recuerde que los números que aparecen encima de los símbolos de los elementos indican sus números de oxidación. La pérdida de electrones durante laoxidación de un elemento se distingue por un aumento en su número de oxidación. La reducción de un elemento implica disminución en su número de oxidación debida a la ganancia de electrones. En la reacción anterior, el Mg metálico se oxida y los iones H+ se reducen; los iones Cl– son espectadores.
Las reacciones de oxidación y reducción incluyen una transferencia de electrones de una sustancia aotra.3
En la reacción:
El metal zinc se convierte en ion zinc (II) (cada átomo de zinc pierde dos electrones), y el ion cobre (II)se convierte en metal cobre (cada ion cobre gana dos electrones). En general, dos electrones son transferidos de un átomo de zinc a un ion cobre (II).
Toda reacción de oxidación-reducción se puede separar en dos semireacciones, una en la que hay pérdida de electrones yla otra que incluye la ganancia de electrones. La reacción del zinc-ion cobre (II) se puede escribir en términos de las semireacciones siguientes:
Oxidación es la semireacción en la cual hay una pérdida de electrones por una de las especies. Aquí, la semireacción en la que participa el zinc es la semireacción de oxidación.
Reducción es la semireacción en la cual hay una ganancia deelectrones por una de las especies. En este caso, la semireacción en la que participa el cobre es la reducción.
La especie que pierde electrones (zinc en nuestro ejemplo) se dice que es oxidada. La otra especie en la reacción (el ion cobre) se dice que es el agente oxidante. Similarmente, la especie que gana electrones (el ion cobre) se dice que es reducida. La otra especie en la reacción (el zinc) sedice que es el agente reductor. Esta terminología es resumida en el diagrama siguiente:
Veamos cómo se puede escribir una reacción de oxidación-reducción en dos semireacciones. Considérese la reacción del metal zinc con el ion plata, Ag+, para producir ion zinc y metal plata.
No es necesario balancear la ecuación antes de separarla en dos semireacciones.
Primero escribiremos la parte de lareacción en la que participa solamente la especie zinc:
De manera similar, escribimos la parte de la ecuación general en la que participa solamente la especie plata:
Ahora balanceamos las cargas en cada ecuación agregando electrones al lado más positivo. Las semireacciones balanceadas son:
Podemos obtener la ecuación de oxidación-reducción balanceada al multiplicar cada semireacción por unfactor de modo que se puedan sumar juntas, cancelando los electrones. Multiplicamos la primera ecuación por dos (el número de electrones en la primera semireacción).
El método utilizado aquí se puede generalizar para balancear reacciones de oxidación-reducción más complicadas.
37.2. Celdas Galvánicas y sus Componentes
Una celda galvánica o voltaica 4es un dispositivo experimental para...
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