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Electroquímica
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Electroquímica, parte de la química que trata de la relación entre las corrientes eléctricas y las reacciones químicas, y de la conversión de la energía química en eléctrica y viceversa.
En un sentido más amplio, la electroquímica es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y de los fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes o voltajes..
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electrolitos intrinsecos electrolitos potenciales
compuestos iónicos moléculas polares
iones en solución
fundidos iónicosfundidos iónicos
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paso de corrientepaso de corriente
cinética cinética electródicaelectródica
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doble capa doble capa electroquímicaelectroquímica
transferencia de transferencia de cargacarga
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interacción ion-ion interacción ion-ion interacción ion-interacción ion-disolvente disolvente
coeficiente de coeficiente de actividadactividad
asociación iónicaasociación iónica
equilibrios iónicosequilibrios iónicos
ácido-baseácido-base
fenómenos de fenómenos de transportetransporte
migraciónmigración
difusióndifusión
convecciónconvección
solvataciónsolvatación
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potencial del electrodopotencial del electrodo doble capa doble capa electroquímicaelectroquímica
transferencia de carga
reacciones en el reacciones en el electrodoelectrodoadsorciónadsorción
formación de fasesformación de fases
fotoefectosfotoefectos
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procesos en el procesos en el electrodoelectrodo
•formación de gasesformación de gases
•reacción de ionesreacción de iones
•procesos orgánicosprocesos orgánicos
•electrodeposiciónelectrodeposición
•oxidación anódica de oxidación anódica de metalesmetales
•conversión de energíaconversión de energía pilas de combustiblepilas de combustible
corrosión y corrosión y electrosínteisiselectrosínteisis
electroanálisiselectroanálisis
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Reacciones Reacciones electroquímicaselectroquímicas
Reacciones óxido - Reacciones óxido - reducciónreducción
En las reacciones En las reacciones electroquímicas ocurre el electroquímicas ocurre el fenómeno necesario para que fenómeno necesario para que opere una transferencia de opere una transferencia de carga eléctrica entre un carga eléctrica entre un conductor electrónico y un conductor electrónico y un conductor iónico.conductor iónico.
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En las reacciones electroquímicas el En las reacciones electroquímicas el proceso puede verse de la siguiente proceso puede verse de la siguiente maneramanera
METALMETAL INTERFASEINTERFASE SOLUCIONSOLUCION
seno del seno del metalmetal
gradiente de gradiente de potencialpotencial seno de la seno de la
soluciónsolución
ComposiciComposición constanteón constante Zona de la Zona de la
reacción en reacción en el electrodoel electrodo
ComposiciónComposiciónconstanteconstante
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Es un conjunto de fenómenos asociados a la producción y transferencia de carga a través de una interfase (llamada interfase electroquímica) formada por la puesta en contacto de un electrodo y un electrolito
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Conductor metálicoConductor metálico Conductor Conductor electrolíticoelectrolítico
Materiales que dejan pasar Materiales que dejan pasar la corriente eléctrica sin la corriente eléctrica sin sufrir modificación químicasufrir modificación química
Compuestos que se pueden Compuestos que se pueden dar como sólidos, líquidos ó dar como sólidos, líquidos ó gases y se descomponen al gases y se descomponen al pasar la corriente pasar la corriente
eléctricaeléctrica
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Conductor iónicoConductor iónico
(conduce iones en lugar (conduce iones en lugar de electrones)de electrones)
Las soluciones de electrolito pueden ser:Las soluciones de electrolito pueden ser:
AcuosasAcuosas
No acuosasNo acuosas
Sales fundidasSales fundidas
Ciertos sólidos iónicosCiertos sólidos iónicos
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Las que transfieren Las que transfieren electroneselectrones
Las que transfieren iones ó Las que transfieren iones ó moléculas polaresmoléculas polares
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E S
FeFe3+3+
FeFe2+2+
ee
Reacciones de Reacciones de transferenciatransferencia
Las que transfieren electronesLas que transfieren electrones
FeFe3+3+ + e Fe + e Fe3+ 3+
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E S
CuCu2+2+
CuCu2e2e
Deposición metálicaDeposición metálica
Las que transfieren electronesLas que transfieren electrones
CuCu2+2+ + 2 e Cu + 2 e Cu
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E SClCl22
2 Cl2 Cl--2e2e
Evolución de un gasEvolución de un gas
. .
. .
. .
.
Las que transfieren electronesLas que transfieren electrones
2 Cl2 Cl-- Cl Cl22 + 2 e + 2 e
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CorrosiónCorrosión
E S
FeFe2+2+ FeFe
2e2e
Corrosión de materialesCorrosión de materiales
Fe FeFe Fe2+2+ + 2 e + 2 e
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Donde intervienen la Donde intervienen la
pareja oxidante - reductorpareja oxidante - reductor
E S
ee
Reacciones redoxReacciones redox
MnOMnO44-- / Mn / Mn2+2+ OO22 / H / H22O O
ox + m Hox + m H++ red red
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Complejo susceptible a ceder Complejo susceptible a ceder un ion o una molécula polarun ion o una molécula polar
•Fe(CN)64-
•Cd(CN)+ •Cu(NH3)4
2+
•HgCl2
HgCl2 HgCl- + Cl-
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Cuando se tiene un electrolito en contacto con un electrodo, la transferencia de e, se hará desde el electrodo al electrolito.
El electrolito captará entonces los electrones cedidos por el electrodo y los fijará.
Ocurriendo entonces la reducción de una sustancia aceptora de electrones es decir un agente oxidante.
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oxidante + n e forma reducida
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Si la transferencia se hace en sentido Si la transferencia se hace en sentido contrario es decir del electrolito al contrario es decir del electrolito al electrodo, la sustancia actuará como un electrodo, la sustancia actuará como un donador de electrones, es decir será donador de electrones, es decir será un agente reductor.un agente reductor.
Para que esto ocurra la sustancia Para que esto ocurra la sustancia deberá encontrarse en las deberá encontrarse en las proximidades del electrodo.proximidades del electrodo.
reductor forma oxidada + n e
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Pueden considerarse todas aquellas sustancias con carácter oxidante o reductor que puedan ser capaces de transportar carga sin sufrir modificación atómica.
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ANODO Y CATODOANODO Y CATODO
El electrodo con carga positiva se El electrodo con carga positiva se dedenonominará ánodo y el de carga minará ánodo y el de carga
negativa cátodo negativa cátodo
(polo negativo de una pila eléctrica)(polo negativo de una pila eléctrica)
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Cuando en el Proceso del Cuando en el Proceso del Electrodo se transfiere carga Electrodo se transfiere carga positiva al electrodo se habla positiva al electrodo se habla de de Proceso catódico o de Proceso catódico o de reducciónreducción
Cuando en el Proceso del Electrodo se Cuando en el Proceso del Electrodo se
transfiere carga negativa al electrodo se transfiere carga negativa al electrodo se
habla de habla de Proceso anódico de oxidaciónProceso anódico de oxidación
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Habremos aprendido algo en este tema!
Proceso en el electrodoInterfase electroquímicaTipos de reaccionesElectrodoCatodoAnodoProcesos catódicos y anódicos