Electroquimica

1. Definición y ejemplos de electroquímica.
La electroquímica es la parte de la fisicoquímica que estudia las reacciones químicas producidas por acción de la corriente eléctrica (electrólisis) así como la producción de una corriente eléctrica mediante reacciones químicas (pilas, acumuladores), en pocas palabras, es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y de losfenómenos químicos causados por la acción de las corrientes o voltajes
Las Reacciones Químicas que intervienen en estos procesos son de tipo redox.
Ejemplo:
0 +1 +2 0

Recuerde que los números que aparecen encima de los elementos indican sus números de oxidación.

2. Balanceo de las ecuaciones redox (método de la valencia y método del Ion electrón).a. Balance REDOX.
Recordemos:
Oxidación: Es un cambio químico, en el cual un átomo o grupo de átomos pierde electrones. En una ecuación química se nota por el aumento algebraico en su estado de oxidación. Ej. :
Al0 ® Al 3+
Reducción: Cambio químico, en el cual un átomo o grupo de átomos gana electrones. En una ecuación química se distingue por la disminución en su estado de oxidación.Ej. :
Fe2+ ® Fe0

* Cada salto equivale a un electrón.
Ej. : Si el Al cambia su estado de oxidación de 0 a 3+, significa que ha perdido tres electrones. En cambio el Fe, que ha variado de 2+ a 0, ha ganado dos electrones.

En una reacción química REDOX, la oxidación y la reducción ocurren simultáneamente. El número de electrones ganado por un átomo o grupo de átomos, es perdido por otroátomo o grupo de átomos. En estas reacciones NO hay producción ni consumo de electrones, sólo hay transferencia.

Los elementos que ceden electrones se oxidan y se llaman reductores.
Los elementos que ganan electrones se reducen y se denominan oxidantes.

El número de oxidación, representa el estado de oxidación de un átomo. Permite determinar la cantidad de electrones ganados o perdidos en uncambio químico por un átomo, una molécula o un ión. Se determina de la siguiente manera:

- Los iones simples como Na+ , Ca2+ , S2-, etc. , tienen un número de oxidación idéntico a su carga ( 1+, 2+, 2-), respectivamente.
- Los átomos o moléculas de los elementos libres Fe, Cu, O, P4, Cl2, etc., tienen número de oxidación 0 (cero), pues no han perdido ni ganado electrones.
- En diferentescompuestos el H y el O tienen número de oxidación 1+ y 2- respectivamente, excepto en los casos en que el hidrógeno forma parte de los hidruros (NaH, LiH...) y el oxígeno forma peróxidos (H2O2...) en ambos casos exhiben número de oxidación 1-; o cuando reacciona con el fluor.
El número de oxidación de otros átomos en moléculas o iones complejos, se establece así:
El número de oxidación de loselementos conocidos como el hidrógeno y oxígeno, se escriben en la parte superior en los lugares respectivos. Se multiplica luego por el número de átomos (2*4, 1*2) y los productos se escriben en la parte inferior. La suma total de los números de oxidación de los iones complejos es igual a la carga del ion. En una molécula neutra la suma total es cero; por lo tanto, el número de oxidación del átomoproblema se calcula así:

1+(2) + X + 2-(4) = 0
2 + X + 8- = 0
X = 8 – 2
X = 6

El número encontrado se divide entre el número de átomos problema (6/1) y el resultado es el número de oxidación buscado (en este caso del azufre):

Para saber si un átomo gana o pierde electrones de manera directa se puede tomar como referencia los signos (+) ganancia y (-) pérdida de electrones, para luegoplantear la siguiente operación:

Entonces:

Ej. :

Pierde seis electrones, entonces hay una oxidación.
Luego:

Estos cálculos que parecen engorrosos y una pérdida de tiempo se pueden realizar mentalmente, facilitando todo el trabajo. Ej. :
Balancear:
Al2 O3 + C + Cl2 ® CO + AlCl3
Se determinan los números de oxidación para determinar cambios:
Al23+ O32- + C0 + Cl20 ® C2+O2- + Al3+Cl31-...