Electroquimica

ELECTROQUIMICA
1. OBJETIVOS:

* Construir y observar el funcionamiento de una celda galvánica.
* Instalar correctamente un voltímetro y determinar las polaridades de la celda.
* Identificar y escribir reacciones anódicas y catódicas.
* Diferenciar electrodos inertes de electrodos activos.
* Usar la tabla de potenciales estándares de reducción y oxidación.* Construir y observar el funcionamiento de las celdas electrolíticas.
* Construir una celda de combustible.

2. INTRODUCCION:

* Entre los métodos de generación de tensión eléctrica, uno de los mas notorios es la generación de voltaje mediante reacciones REDOX, un claro ejemplo son las pilas o las baterías que las usamos para juguetes o automóviles; en este casotocaremos el tema electroquímica el cual se encarga de estudiar la generación de voltaje mediante reacciones.

3. FUNDAMENTO TEORICO

* Electroquímica es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química. En otras palabras, las reacciones químicas que se dan en la interface de un conductor eléctrico (llamado electrodo, que puede serun metal o un semiconductor) y un conductor iónico (el electrolito) pudiendo ser una disolución y en algunos casos especiales, un sólido.

* El campo de la electroquímica ha sido dividido en dos grandes secciones. La primera de ellas es la Electrolisis, la cual se refiere a las reacciones químicas que se producen por acción de una corriente eléctrica. La otra sección se refiere a aquellas reaccionesquímicas que generan una corriente eléctrica, este proceso se lleva a cabo en una celda o pila galvánica.
* Existen teorías que permiten explicar el comportamiento de las soluciones electrolíticas. Una de estas teorías es de la ionización de Arrhenius. Arrhenius propuso en 1887 la “Teoría de la disociación electrolítica, la cual esta basada en la idea de que los electrolitos se disocian eniones al ponerse en contacto con el agua.
* Postulados de la Teoría de Arrhenius:

Tabla 1: Postulados de la teoría de Arrhenius.
* Leyes de faraday de la electrolisis: Michael Faraday, formulo las leyes de la electrolisis en 1833.
* Primera ley de Faraday: “La masa de un producto obtenido o de reactivo consumido durante la reacción en un electrodo, es proporcional a lacantidad de carga (corriente x tiempo) que ha pasado a través del circuito”

Tabla 2: Primera Ley de Faraday
* Segunda ley de Faraday: “Las masas de diferentes sustancias producidas por el paso de la misma cantidad de electricidad, son directamente proporcionales a sus equivalentes gramos”

Tabla 3: Segunda Ley de Faraday

* Las dos leyes de Faraday se cumplen para los electrolitostanto fundidos como en solución. Su validez no se altera por variaciones de temperatura, presión, naturaleza del solvente y del voltaje aplicado.
* Celdas Galvánicas:
* La pila galvánica (o celda galvánica) también es llamada pila voltaica, desde que Alessandro Volta inventó la pila de Volta, la primera batería eléctrica. En el uso común, la palabra "batería" incluye a una pilagalvánica única, pero una batería propiamente dicha consta de varias celdas.

Fig 1: Esquema de una celda galvanica
* Una pila galvánica consta de dos semipilas (denominadas también semiceldas o electrodos). En su forma más simple, cada semipila consta de un metal y una solución de una sal del metal. La solución de la sal contiene un catión del metal y un anión paraequilibrar la carga del catión. En esencia, la semipila contiene el metal en dos estados de oxidación, y la reacción química en la semipila es una reacción REDOX, escrito simbólicamente en el sentido de la reducción como:
M n+ (especie oxidada) + n e-  M (especie reducida)
* El potencial eléctrico estándar de una pila puede determinarse utilizando una tabla de potenciales estándar para los...