Celdas electroliticas

Celdas Electroquímicas


batería

+
-
Electrodos
inertes
fem
Recipiente

e-

e-

Medio
conductor
La Celda
Signo o polaridad de los electrodos
(-)
(+)

Introducción:
La vida moderna sería muy diferente sin las baterías. Sería preciso emplear una palanca para arrancar los motores, para dar cuerda a los relojes, y comprar extensiones larguísimas con el fin de poderescuchar la radio al ir de día de campo. Es un hecho que en la actualidad se depende mucho de las baterías.
Estas baterías o celdas electroquímicas fueron desarrolladas primeramente por los científicos Luigi Galvani y Allesandro Volta por lo que también se les denomina celda galvánica o voltaica.

Sustento teórico:
La celda electroquímica es un dispositivo experimental para generarelectricidad mediante una reacción redox espontánea en donde la sustancia oxidante está separada de la reductora de manera que los electrones deben atravesar un alambre de la sustancia reductora hacia la oxidante.
En una celda el agente reductor pierde electrones por tanto se oxida. El electrodo en donde se verifica la oxidación se llama ánodo. En el otro electrodo la sustancia oxidante ganaelectrones y por tanto se reduce. El electrodo en que se verifica la reducción se llama cátodo.
La corriente eléctrica fluye del ánodo al cátodo porque hay una diferencia de energía potencial entre los electrodos. La diferencia de potencial eléctrico entre el ánodo y el cátodo se mide en forma experimental con un voltímetro, donde la lectura es el voltaje de la celda

Hay dos tipos de celdaselectroquímicas:
Celdas electrolíticas
Son celdas en las que la corriente eléctrica fuerza a que se produzcan reacciones químicas no espontáneas. Este proceso se llama electrólisis. Una celda electrolítica consta de un recipiente más dos electrodos sumergidos en el material reaccionante que se encuentran conectados a una fuente de corriente contínua. Suelen emplearse electrodos inertes que nointervienen en la reacción química. Un ejemplo de este tipo de celda es la electrólisis del cloruro de sodio fundido (celda de downs)
El cloruro sódico sólido no conduce la electricidad debido a que sus iones no pueden moverse debido al tipo de cristal que forman, aunque pueden vibrar alrededor de posiciones fijas. Sin embargo, el cloruro sódico fundido (punto de fusión = 801 ºC), que es un líquidoclaro e incoloro como el agua, es un conductor excelente pues sus iones sí pueden moverse. Sea una celda a la que se conecta una fuente de corriente contínua y que consta de dos electrodos inertes de grafito sumergidos en cloruro de sodio a temperatura superior a la de su punto de fusión. Cuando comienza a fluir la corriente se observa:
1. En un electrodo se libera un gas verde pálido, el Cl2.
2.En el otro electrodo aparece sodio metálico, plateado y fundido, Na que flota sobre el cloruro sódico.

Según esta información, pueden determinarse las características principales de la celda: si aparece cloro, debe producirse a partir de la oxidación de los iones cloruro, y el electrodo en que aparece será el ánodo. El sodio metálico se forma a partir de la reducción de los iones sodio en elcátodo, lugar en el que los electrones son forzados a entrar en la celda. El metal permanece líquido flota por ser menos denso que el cloruro sódico fundido.

La formación de sodio metálico y cloro gaseosos a partir del cloruro sódico no es espontánea sino a temperaturas mucho más altas de 801 ºC; por lo cual debe suministrarse mucha energía eléctrica al sistema para que la reacción se produzca. Loselectrones se forman en el ánodo (oxidación) y se consumen en el cátodo (reducción). La reacción no es espontánea, por ello la fuente de corriente continúa fuerza a que los electrones se muevan de manera no espontánea del electrodo positivo al negativo. Por lo tanto, el ánodo es el electrodo positivo y el cátodo el negativo en todas las celdas electrolíticas.
 Celdas voltáicas
Las celdas...