Métodos Electrodomésticos

UNIDAD III

METODOS ELECTROANALITICOS

3.1 Fundamentos de electroquímica
3.1.1 Conceptos básicos
La electroquímica es un área de la química que se encarga de estudiar las propiedades eléctricas de las sustancias químicas, es decir, que le ocurre a una sustancia con el paso de una corriente eléctrica o con la aplicación de un voltaje. Los métodos electro analíticos se basan en reaccionesde oxido-reducción (Redox).
Una reacción de oxido-reducción es aquella donde hay un cambio neto en el número de oxidación de una ó mas especies, también denominada reacción Redox ó Reacción de transferencia de electrones.
Hay que recordar que la oxidación es la perdida de electrones por una especie química, en tanto que la reducción es la ganancia de electrones. Como no existen electroneslibres en los sistemas químicos, en una reacción redox si una especie se oxida, necesariamente debe haber otra que se reduzca.
Ce+4 + Fe+2 [pic]Ce+3 + Fe+3
Una especie oxidante es la que gana electrones durante la reacción (es decir se reduce);
Aox + n e- [pic] Ared
Ce+4 + 1 e- [pic] Ce+3
Unaespecie reductora es la que pierde electrones durante la reacción (es decir se oxida):
Bred [pic] Box + n e-
Fe+2 [pic] Fe+3 + 1 e-
Así, en una reacción redox, el agente oxidante acepta electrones del agente reductor. Las reacciones anteriores del cerio y el fierro se denominan semireacciones, es decir, cualquier reacción redox esta compuesta de dossemireacciones las cuales son un concepto teórico ya que no pueden existir de manera aislada sino que necesitan su contraparte.
Las semireacciones se ajustan igual que cualquier tipo de reacción, respetando la cantidad de átomos y la carga neta de cada lado de la ecuación:
MnO4- + 5 e- + 8 H+ ( Mn+2 + 4 H2O
5 Fe+2 ( 5 Fe+3 + 5 e-

En la primera: (-1 -5+8 = +2) +2 ( +2
En la segunda: ( 5 x +2 = (5 x +3) – 5) +10 ( +10
A diferencia de las reacciones ácido-base, en las reacciones redox en solución acuosa, el solvente normalmente no participa en la misma sino que sirve solo de vehículo para que esta se efectúe. En estas, si el agua llega a reaccionar se obtienen reacciones irreversibles por lo que hay que evitarlo.
Una de lasunidades utilizadas en electroquímica son los Volts (V), los cuales dan el potencial de la celda ó voltaje. El potencial es el trabajo que se requiere para mover una carga desde cierta distancia.
[pic] [pic]

La carga del electrón es = 1.6 x 10-19 C

Una mol de electrones = 6.023 x 1023 e- = 96500 C = 1 Faraday (F).

3.1.2 Celdas Galvanicas y celdas electrolíticas

Las reaccionesde oxido/reducción se pueden llevar a cabo de dos formas diferentes:
a) Oxidante y reductor se ponen en contacto directo en un recipiente como un vaso o un matraz
b) La reacción redox ocurre dentro de lo que se denomina una Celda electroquímica la cual esta compuesta o estructurada como el siguiente diagrama:


[pic]
En estas los reactivos no se ponen directamente en contactouno con el otro, aunque hay algunas celdas denominadas “celdas sin contacto liquido” en las que ambos electrodos comparten un electrolito común.
Los electrodos tienen lo que se denomina polaridad: uno es positivo y el otro negativo.


(+) Cátodo: electrodo en el que ocurre la reducción
(-) Ánodo: electrodo en el que ocurre la oxidación


Ejemplos de reacciones catódicas:Ag+ + 1 e- [pic]Ag(s)
Fe+3 + 1 e- [pic]Fe+2
NO3- + 10 H+ + 8 e- [pic]NH4+ + 3 H2O
Ejemplo de reacciones anódicas:
Cu(s) [pic]Cu+2 + 2 e-
2 Cl- [pic]Cl2 + 2 e-
Fe+2 [pic]Fe+3 + 1 e-
La corriente eléctrica ocurre por la migración de los iones a ambos lados del puente salino (gel saturado de una sal, KCl la mas utilizada) y...