Electroquimica

ELElectroquimica

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.

Reacciones de oxidación-reducción

LAS REACCIONES DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN (REDOX)

se cuentan entre las reacciones químicas más comunes e importantes. Intervienen en una extensa variedad de procesos importantes, como el enmohecimiento del hierro, la manufactura y acción de los blanqueadores y la respiración de los animales.

Por consiguiente, ocurren reacciones de oxidación-reducción cuando se transfieren electrones del átomo que se oxida al átomo que se reducen

Ejemplo:

Cuando se agrega zinc metálico a un ácido fuerte, se transfieren electrones de los átomos de zinc a los iones de hidrógeno

Zn(s) + 2H+(ac)-------Zn2+(ac) + H2(g)

Balanceo de ecuaciones de oxidación-reducción

Una forma consiste en llevar la cuenta de los números de oxidación de todos los elementos que intervienen en la reacción. Este procedimiento nos dice qué

elementos, en su caso, están cambiando de estado de oxidación.

Zn(s) +2H (ac) ------Zn2(ac) +H2(g)

0 1 2 0

El zinc pierde electrones cuando el Zn(s) se convierte en Zn2(ac), y el hidrógeno gana electrones cuando H(ac) se transforma en H2(g)

Medias reacciones

Aunque la oxidación y la reducción deben ocurrir simultáneamente, suele ser conveniente considerarlas como procesos individuales. Por ejemplo, la oxidación de

Sn2+ por el Fe3+

Sn2+(ac) + 2Fe3+(ac)------ Sn4+(ac) + 2Fe2+(ac)

Puede considerarse como compuesta de dos procesos: la oxidación de Sn2+ y la reducción de Fe3+

Oxidación: Sn2+(ac)------ -----------------Sn4+(ac) + 2e-

Reducción: 2Fe3+(ac) + 2e-------------- 2Fe2+(ac)

Fuerza Motriz

En esta sección examinaremos la “fuerza motriz” que empuja los electrones a lo largo de un circuito externoen una celda voltaica

En un sentido simple, el flujo de electrones provocado por una celda voltaica es comparable con el flujo de agua en una cascada

De forma análoga, los electrones fluyen del ánodo de una celda voltaica a su cátodo debido a una diferencia de energía potencial. La energía potencial de los electrones es mayor en el ánodo que en el cátodo, por lo cual fluyen espontáneamente del ánodo al cátodo a lo largo de un circuito externo.

La diferencia de energía potencial por carga eléctrica (la diferencia de potencial) entre

dos electrodos se mide en unidades de volt. Un volt (V) es la diferencia de potencial

necesaria para impartir 1 J de energía a una carga de 1 coulomb (C).

1 V = 1J

C.

La diferencia de potencial entre los dos electrodos de una celda voltaica proporciona

la fuerza motriz que empuja los electrones a lo largo del circuito externo. Por consiguiente,

a esta diferencia de potencial se le llama fuerza electromotriz

Agentes oxidantes y reductores

Entre los agentes oxidantes de uso más frecuente están los halógenos, el O2 y oxianiones como MnO4–, Cr2O72– y NO3–, cuyos átomos centrales tienen estados de oxidación positivos altos

Baterias

Una batería es una fuente de energía electroquímica portátil y autosuficiente, compuesta de una o más celdas voltaicas las distintas aplicaciones demandan baterías con diferentes propiedades.

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