Electrolisis

ELECTROQUÍMICA

La electroquímica es una rama de la química que estudia la relación que existe entre la electricidad y las reacciones químicas: En particular las reacciones que se estudian son del tipo redox, por que en éstas se lleva a cabo un intercambio de electrones capaz de producir una corriente eléctrica. Los procesos electroquímicos se llevan a cabo en celdas electroquímicas, las cualesreciben un nombre en particular de acuerdo a la función que desempeñan.
Cuando la celda es una fuente de energía capaz de convertir la energía química de una reacción química espontánea en corriente eléctrica, se le da el nombre de celda voltaica o galvánica, como en las llamadas pilas secas o en los acumuladores de los automóviles cuando trabajan como fuente de energía.
La galvanoplastia orecubrimiento de un metal con otro metal, la obtención y la refinación de un metal o la recarga de un acumulador, son procesos no espontáneos que requieren de la adición de energía para llevarse a cabo. Estos procesos reciben el nombre de electrólisis y la celda en donde se realizan se conoce como celda electrolítica.

CELDA VOLTAICA O GALVÁNICA

Son dispositivos electroquímicos que generanelectricidad, aprovechando los electrones donados por la sustancia oxidada al dirigirlos hacia una vía externa o mejor dicho un circuito externo, de tal manera que los electrones no pasen directamente a la sustancia que ha de reducirse y puedan realizar un trabajo eléctrico útil.
La celda consta de dos semiceldas separadas pero a su vez comunicadas ya sea por medio de una membrana semipermeable, deun puente salino o simplemente por el estado humedad que guardan las sustancias pero sin que se lleguen a mezclar. Dentro de cada semicelda se coloca un electrodo, que puede ser activo si es que toma parte en la reacción de la celda, o inerte si no interviene en la reacción. Los electrodos se encuentran sumergidos en el electrolito, es decir en la sustancia que permite la conducción de lacorriente eléctrica en la semicelda; el electrolito está compuesto de iones que se encuentran disociados, por un lado los iones positivos o cationes y por otro lado los iones negativos o aniones.
Por ejemplo, la llamada celda de Daniell utiliza la reacción espontánea entre el cinc metálico y los iones de cobre (II), la reacción de la celda es:
Zn (s) + Cu+2 (ac) Zn+2 (ac)+ Cu (s)

En la semicelda de la oxidación se encuentra una tira de Zn metálico sumergido en una solución acuosa que contenga iones de Zn+2, cada átomo de Zn que se oxida pierde 2 electrones, de esta manera el Zn metálico actúa como ánodo o electrodo negativo. La polaridad negativa del ánodo se debe a que la corriente de electrones sale por este electrodo dirigiéndose hacia el circuitoexterno, es precisamente en este momento cuando la celda puede realizar un trabajo eléctrico, la semireacción de la semicelda es:

Zn0 (s) Zn+2 (ac) + 2e- semireacción de oxidación
En la semicelda donde se realiza la reducción se encuentra el cátodo o electrodo positivo formado por una tira de cobre metálico, el electrodo está en contacto con elelectrolito compuesto por una solución acuosa de alguna sal de cobre. En este caso el cátodo tiene polaridad positiva debido a que es él quien va a aceptar a los electrones cedidos por el Zn, la semireacción es la siguiente:
Cu+2 (ac) + 2e- Cu0 (s) semireacción de reducción
El puente salino o la membrana semipermeable tiene la función de mantener laneutralidad eléctrica en las soluciones, ya que por el lado de la semicelda de oxidación cada átomo de Zn que se oxida proporciona 2 cargas positivas (Zn+2) a la solución haciendo que ésta tenga exceso de cargas positivas, y por el otro lado, cada ión de cobre (Cu+2) de la solución al aceptar 2e- pasa a la forma de Cu metálico de tal forma que la solución tenga exceso de cargas negativas. El exceso...