Electroquimica 1
Páginas: 5 (1194 palabras)
Publicado: 17 de agosto de 2015
ELECTROQUÍMICA.
CELDAS GALVÁNICAS Y CELDAS ELECTROLÍTICAS
REACCIONES DE ÓXIDO – REDUCCIÓN
ELECTROQUIMICA
La electroquímica es el estudio de las transformaciones químicas
producidas por corrientes eléctricas y de la producción de electricidad
por medio de la transformación de sustancias químicas. Trata los
aspectos
t químicos
í i
d los
de
l fenómenos
f ó
eléctricos.
lé t i
IMPORTANCIA:
* Campomultidisciplinario de estudio de gran significación teórico-práctica.
* Medidas electroquímicas permiten obtener datos termodinámicos tales
como ΔG,, ΔH y ΔS
* Base de la generación de electricidad por reacciones químicas
Aplicaciones prácticas:
- Relojes
j digitales,
g
, calculadoras de bolsillo
- Encendido de automóviles
- Marcapasos Cardiacos
- Satélites
Sistemas químicos:
- Purificación demetales
- Electrodeposición
- Corrosión
ELECTRICIDAD. CONCEPTOS BÁSICOS
Carga campo eléctrico,
Carga,
eléctrico potencial eléctrico,
eléctrico corriente eléctrica
-
+
i
e-
Líneas de fuerza del campo
+
+
+
+
q
i=
t
→
→
welec = F elec . d
→
E elec
→
F elec
=
q
ΔVelec
welec
=
q
La corriente
L
i t eléctrica
lé t i
es ell movimiento
i i t de
d partículas
tí l
cargadas en un campoeléctrico. Entre las placas hay una
diferencia de potencial eléctrico igual al trabajo para llevar
la unidad de carga desde una placa hasta la otra.
Unidades:
C ((Coulombs)) = unidad de carga
g eléctrica.
e- = carga eléctrica de Un sólo electrón.
F (Faradays) = carga de Un Mol de electrones; 1 F = e- x NA
= 96500 C
i ((Amperes)
p
) = intensidad de corriente eléctrica;; 1 A =1 C/s
ΔV (Volts) = diferenciade potencial eléctrico; 1 V = J/C
CONDUCCIÓN DE LA CORRIENTE. PORTADORES
Conductores de primera especie:
En un metal las partículas móviles (o portadores) son los
electrones.
-
Solución
+
Conductores de segunda especie:
En una solución electrolítica o en una sal fundida los
portadores son los cationes y los aniones. La capacidad
p
p
de
una solución para conducir la electricidad depende delas
propiedades y la concentración de los portadores de carga.
-
RESISTENCIA ELÉCTRICA. LEY DE OHM
1 Voltio de diferencia de potencial
i = 1 Ampere
R= V / i
⇒ V=i.R & i=V/R
1 ohmio = 1 Ω = 1 Volt / 1 Ampere
+
Flujo de electrones
Electrodos
+
Ánodo
Cátodo
Pila o celda galvánica:
celda electroquímica en la que una reacción espontánea se
utiliza para generar una corriente eléctrica. Pila de Daniell
Vaso
poroso
Cobre
Zn2+
Cu2+
Sulfato de
Zinc
Sulfato de
Cobre(II)
Z ° + C
Zn°
Cu2+
Zn2+ + Cu°
Z
C °
Flujo de electrones
Ánodo
Puente salino
Circuito
Oxidación
Reducción
Cátodo
llave
voltímetro
ánodo
cátodo
movimiento de cationes
movimiento de aniones
10_galvanic1_cell.mov
Notación de las pilas
Pila de Daniell
Zn° Æ Zn2+ + 2e-
ánodo
Cu2+ + 2e- Æ Cu
Cu°
cátodoZn° + Cu2+ Æ Zn2+ + Cu°
Zn°/Zn2+ (xM) // Cu2+ (yM)/Cu°
¿Por qué los electrones fluyen espontáneamente a través
del circuito externo?
Ánodo
Flujo d
de electrone
es
Alta
energía
potencial
Baja
B
j
energía
potencial
Cátodo
Diferencia de potencial (ΔE): diferencia de energía
g potencial
por carga eléctrica.
Dif
Diferencia
i de
d potencial
t
i l = “potencial”
“ t
i l” o “voltaje”
“ lt j ”Sistema internacional
El potencial se mide en voltios (V) y la unidad de carga
es el culombio (C)
1J
1V =
1C
Fuerza electromotriz (FEM): diferencia de potencial medida
cuando
d no circula
l corriente.
La FEM depende de las reacciones específicas que se llevan
a cabo en el cátodo y en el ánodo, de la concentración de
los reactivos y de la temperatura.
Condiciones estándar:
Temperatura: 298 K
Concentración: 1M
Presión: 1 atm
FEM estándar o potencial estándar (ΔE°)
Potencial de p
pila y energía
g libre de reacción.
ΔG = we
we = -n F ΔE
F: Constante de Faraday ≡ 96486 C ≈ 96500 C
ΔG = -n
n F ΔE
En condiciones estándar:
ΔG° = -n F ΔE°
RT
ΔE = ΔE −
ln Q
nF
0
Ecuación de Nernst
ΔG
ΔE >0
espontáneo
ΔG =O
O
ΔE =0
0
equilibrio
ΔG >O
ΔE <0
no espontáneo
RT
ΔE = ΔE −
ln...
CELDAS GALVÁNICAS Y CELDAS ELECTROLÍTICAS
REACCIONES DE ÓXIDO – REDUCCIÓN
ELECTROQUIMICA
La electroquímica es el estudio de las transformaciones químicas
producidas por corrientes eléctricas y de la producción de electricidad
por medio de la transformación de sustancias químicas. Trata los
aspectos
t químicos
í i
d los
de
l fenómenos
f ó
eléctricos.
lé t i
IMPORTANCIA:
* Campomultidisciplinario de estudio de gran significación teórico-práctica.
* Medidas electroquímicas permiten obtener datos termodinámicos tales
como ΔG,, ΔH y ΔS
* Base de la generación de electricidad por reacciones químicas
Aplicaciones prácticas:
- Relojes
j digitales,
g
, calculadoras de bolsillo
- Encendido de automóviles
- Marcapasos Cardiacos
- Satélites
Sistemas químicos:
- Purificación demetales
- Electrodeposición
- Corrosión
ELECTRICIDAD. CONCEPTOS BÁSICOS
Carga campo eléctrico,
Carga,
eléctrico potencial eléctrico,
eléctrico corriente eléctrica
-
+
i
e-
Líneas de fuerza del campo
+
+
+
+
q
i=
t
→
→
welec = F elec . d
→
E elec
→
F elec
=
q
ΔVelec
welec
=
q
La corriente
L
i t eléctrica
lé t i
es ell movimiento
i i t de
d partículas
tí l
cargadas en un campoeléctrico. Entre las placas hay una
diferencia de potencial eléctrico igual al trabajo para llevar
la unidad de carga desde una placa hasta la otra.
Unidades:
C ((Coulombs)) = unidad de carga
g eléctrica.
e- = carga eléctrica de Un sólo electrón.
F (Faradays) = carga de Un Mol de electrones; 1 F = e- x NA
= 96500 C
i ((Amperes)
p
) = intensidad de corriente eléctrica;; 1 A =1 C/s
ΔV (Volts) = diferenciade potencial eléctrico; 1 V = J/C
CONDUCCIÓN DE LA CORRIENTE. PORTADORES
Conductores de primera especie:
En un metal las partículas móviles (o portadores) son los
electrones.
-
Solución
+
Conductores de segunda especie:
En una solución electrolítica o en una sal fundida los
portadores son los cationes y los aniones. La capacidad
p
p
de
una solución para conducir la electricidad depende delas
propiedades y la concentración de los portadores de carga.
-
RESISTENCIA ELÉCTRICA. LEY DE OHM
1 Voltio de diferencia de potencial
i = 1 Ampere
R= V / i
⇒ V=i.R & i=V/R
1 ohmio = 1 Ω = 1 Volt / 1 Ampere
+
Flujo de electrones
Electrodos
+
Ánodo
Cátodo
Pila o celda galvánica:
celda electroquímica en la que una reacción espontánea se
utiliza para generar una corriente eléctrica. Pila de Daniell
Vaso
poroso
Cobre
Zn2+
Cu2+
Sulfato de
Zinc
Sulfato de
Cobre(II)
Z ° + C
Zn°
Cu2+
Zn2+ + Cu°
Z
C °
Flujo de electrones
Ánodo
Puente salino
Circuito
Oxidación
Reducción
Cátodo
llave
voltímetro
ánodo
cátodo
movimiento de cationes
movimiento de aniones
10_galvanic1_cell.mov
Notación de las pilas
Pila de Daniell
Zn° Æ Zn2+ + 2e-
ánodo
Cu2+ + 2e- Æ Cu
Cu°
cátodoZn° + Cu2+ Æ Zn2+ + Cu°
Zn°/Zn2+ (xM) // Cu2+ (yM)/Cu°
¿Por qué los electrones fluyen espontáneamente a través
del circuito externo?
Ánodo
Flujo d
de electrone
es
Alta
energía
potencial
Baja
B
j
energía
potencial
Cátodo
Diferencia de potencial (ΔE): diferencia de energía
g potencial
por carga eléctrica.
Dif
Diferencia
i de
d potencial
t
i l = “potencial”
“ t
i l” o “voltaje”
“ lt j ”Sistema internacional
El potencial se mide en voltios (V) y la unidad de carga
es el culombio (C)
1J
1V =
1C
Fuerza electromotriz (FEM): diferencia de potencial medida
cuando
d no circula
l corriente.
La FEM depende de las reacciones específicas que se llevan
a cabo en el cátodo y en el ánodo, de la concentración de
los reactivos y de la temperatura.
Condiciones estándar:
Temperatura: 298 K
Concentración: 1M
Presión: 1 atm
FEM estándar o potencial estándar (ΔE°)
Potencial de p
pila y energía
g libre de reacción.
ΔG = we
we = -n F ΔE
F: Constante de Faraday ≡ 96486 C ≈ 96500 C
ΔG = -n
n F ΔE
En condiciones estándar:
ΔG° = -n F ΔE°
RT
ΔE = ΔE −
ln Q
nF
0
Ecuación de Nernst
ΔG
ΔE >0
espontáneo
ΔG =O
O
ΔE =0
0
equilibrio
ΔG >O
ΔE <0
no espontáneo
RT
ΔE = ΔE −
ln...
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