Electroquimica

“Curso de Electroquímica”

Dr. Francisco Javier Garfias Vázquez Facultad de Química, UNAM

Módulo I: “FUNDAMENTOS DE ELECTROQUÍMICA I”

Expositor: Dr. Francisco Javier Garfias Vázquez Profesor de Carrera Facultad de Química, UNAM

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MODULO I: Fundamentos de la electroquímica I
I.1 Introducción. Panorama de la electroquímica I.2 Propiedades de conductividad de electrodos y deelectrolitos I.2.1 Revisión de conceptos de electricidad básica I.2.2 Migración, difusión y convección I.2.3 Leyes de Faraday I.3 Termodinámica Electroquímica I.3.1 Celdas espontáneas y no espontáneas I.3.2 Potencial electroquímico para la reacción de transferencia de carga I.3.3 Concepto de actividad iónica y su relación con la concentración. Ley límite de Debye-Huckel I.3.4 Potencial estándar dereducción. Electrodo normal de hidrógeno, Potencial de celda. Diagramas y convenciones I.3.5 Equilibrio electroquímico. Ecuación de Nernst I.3.6 Electrodos. Clasificación y descripción I.3.7 Predominio de especies en relación con el potencial (Diagrama de Pourbaix)

I.1 Introducción. Panorama de la electroquímica

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Un poco de historia,


1600 – Sir William Gilbert propone la palabra eléctrico– Palabra griega
para el ámbar (elektron)


Electricidad resinosa (sustancias similares al ámbar – poder de atracción de objetos pequeños) Electricidad vítrea (sustancias similares al vidrio – poder de repulsión)





1747 – Benjamin Franklin propone la teoría del fluido eléctrico


Electricidad resinosa – electricidad negativa (exceso de fluido eléctrico) Electricidad vítrea –electricidad positiva (deficiencia en fluido eléctrico) Ahora se sabe que,
 





La electricidad negativa – exceso de electrones La electricidad positiva – deficiencia de electrones

Un poco de historia,


1791 – Luigi Galvani – Observó el paso de la electricidad en el anca de una rana 1794 – Alessandro Volta - Construyó la famosa “pila voltaica” formada por
placas de plata y dezinc separadas por un trapo remojado en solución salina





1800 – William Nicholson y Anthony Carlisle – Descomposición del agua
mediante una corriente eléctrica


Aparición de oxígeno en uno de los polos y de hidrógeno en el otro



1832 - Concepto de Faraday - Formación de iones en los electrodos debido al
paso de la corriente eléctrica. Definió las palabras,
Electrólisis (del griego lysis, poner en libertad) para describir la división del agua ocasionada por una corriente eléctrica, Cátodo (del griego hidrógeno, y Ánodo (del griego



cathodos, camino descendente) al electrodo en el cual se recolecta el ana, hacia arriba; hodos, camino) al otro electrodo



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Un poco de historia,



1840 - Primer proceso de plateado 1886 - Patente para lafabricación de aluminio - (Hall y Heroult) 1887 - Concepto de Arrhenius - Disociación de la materia en iones
independiente del paso de la corriente eléctrica.







1893 - Patente del electrodo poroso - (Paul L. Hulin) 1960 a 1970 - Nacimiento de la Ingeniería Electroquímica



¿Cuál es el objetivo de la Ingeniería Electroquímica?


Puesta en marcha de Procesos Electroquímicos 

Aspectos de optimización económica y técnica del proceso Concepción, dimensionamiento, modelización de reactores, optimización energética y económica, extrapolación a grande o pequeña escala

¿Qué es la Electroquímica?
Disciplina que estudia las relaciones que se establecen entre los sistemas eléctricos y los sistemas químicos en un proceso.

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¿Cuál es la frontera entre laElectroquímica y la Ingeniería Electroquímica?

En Electroquímica se estudian las condiciones experimentales, de
tal forma que cada proceso elemental puede ser estudiado separadamente En Ingeniería Electroquímica, es necesario tomar en cuenta globalmente todos los fenómenos que se producen en el seno de la celda o reactor

¿Cuáles son las bases científicas sobre las cuales
reposa la Ingeniería...