Electroquímica. Segunda ley de newton

Instituto Politécnico Nacional[pic 1][pic 2]

Escuela Superior de Ingeniería Eléctrica y Mecánica

“ESIME”

Unidad Zacatenco

Investigación de unidad: Electroquímica

Nombre: Joshua de Jesús Segura Barrón

Grupo: ICV6

Fecha de entrega: 01-Junio-2016

Índice:

Objetivo……………………………………………………………………………………………...3

Desarrollo de la investigación………………………………………………………………3

Introducción electroquímica…………………………………………………………….....3

Reacciones de óxido reducción…………………………………………………………….4

Electrolisis……………………………………………………………………………………….…..6

Potenciales de oxidación---reducción…………………………………………….…….9

    Ecuación de Nernst……………………………………………………………………….……10

    Pila seca o pila de Leclanché………………………………………………………….……11

Pila alcalina………………………………………………………………………………….…….12

Observaciones……………………………………………………………………………………12

Conclusiones………………………………………………………………………………………13

Bibliografía…………………………………………………………………………………………13

Objetivo:

Desarrollar una investigación de alguno de los temas planteados en el programa de “química 1” esto en base a medios informáticos ya sean revistas, libros, publicaciones o bien algún otro artículo. El tema de mi elección fue electroquímica la investigación será basada en dicho tema.

Desarrollo de la investigación:

Introducción electroquímica:

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

Se conoce como electrolisis cuando la reacción química es provocada por una diferencia de potencial aplicado externamente a la reacción.

Las reacciones químicas donde se produce una transferencia de electrones entre moléculas se conocen como reacciones redox, y su importancia en la electroquímica es vital, pues mediante este tipo de reacciones se llevan a cabo los procesos que generan electricidad o, en caso contrario, son producidos como consecuencia de ella. 

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La electroquímica se basa en la aplicación no solamente a el área química también se ve orientada al desarrollo de diferentes problemáticas, en el siguiente caso se ve orientada a el tratado de aguas residuales que como se sabe es un gran problema en la sociedad, esto se ve aplicado a la disminución de los problemas ambientales así como también a la reutilización de agua, recurso que en diferentes lugares escasea, la aplicación de la electroquímica se basa en diferentes ramas, no solo en la tecnología, también se ve aplicado en la solución de problemas, la oxidación electroquímica de aguas residuales se convierte así en un referente de soluciones que hasta ahora solo presidian de costosos tratamientos, con el correspondiente desanimo que generan, despidiéndose temas como multas sobre costos y proyectos con bajos resultados. Lo que se pretende como tal es ofrecer un apoyo e innovar los tratamientos convencionales en cuanto las aguas residuales se refiere.

En principio se está utilizando la electroquímica para poder transformar la electricidad en un tipo de corrosivo el cual pueda drenar el agua que pasa por los tanques conductores que son los tanques verdes que se pueden mostrar en la siguiente imagen

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Pasado la introducción del agua se manda a través de un filtro regulador a base de gas, dicho regulador s ele conoce como “Dry Gas” dicho regulador se puede apreciar en la parte inferior del sistema al igual de un color verde, para que se pueda regular la entrada de gas se cuenta con un mecanismo de nombre “Host on” que es el que se encarga de que la presión no se demasiada este mecanismo va antes del conductor al “Dry Gas” , el tanque rojo que se muestra tiene como función devolver el agua limpia la cual en este paso ya ha sido tratada correctamente para poder tener un buen uso, el ciclo se puede repetir y lo único que se necesita es la entrada de gas el cual ya no se tiene que regular puesto que esto se lleva dentro del mecanismo.

El desarrollo del proyecto tiene como función utilizar no solamente la ingeniería también realiza una fuerte contribución en la electroquímica puesto que se basa en principios altamente fundamentales de química para que se lleven a cabo correctamente las reacciones sin correr algún riesgo, en el libro “Oxidación electroquímica de aguas residuales” explica paso a paso como se llevó la construcción del mecanismo y en que principios se basa, el autor hace referencia a la siguiente imagen como explicación.

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Se puede apreciar el sistema aunque hay que indagar un poco más para saber cómo funciona.

En la celda electroquímica se pueden apreciar dos materiales nombrados como, cátodo y ánodo  que sirven como electrodos a los cuales se les aplica una diferencia de potencial (voltaje) cuando los electrones se excitan en el recipiente por la aplicación de potencial eléctrico, es donde entra el sistema de agitación que permite que los electrones puedan interactuar entre sí, a dicho proceso es lo que conocemos como electroquímica y es por eso que el sistema lleva como nombre “ celda electroquímica”.

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Reacciones de Óxido-Reducción

Una reacción de oxidación—reducción o redox es aquella en la que se transfieren electrones de un reactivo a otro. Como su nombre lo indica, estas reacciones involucran dos procesos: oxidación y reducción. Este tipo de reacciones constituyen una importante fuente de energía en el planeta. Por ejemplo, la combustión de la gasolina en el interior del motor de un automóvil o la digestión y la asimilación de los alimentos en nuestro organismo son procesos en los que ocurre transferencia de electrones, como resultado del cual se produce o se almacena energía. Para comprender el significado de estos conceptos, analicemos el siguiente ejemplo.

Cuando se introduce una placa de zinc metálico en una solución concentrada de sulfato cúprico (CuSO4), se observa que, al cabo de algún tiempo, la placa de zinc queda recubierta de una capa de cobre metálico. La ecuación química que describe el proceso es:

Electrólisis

La electrólisis es uno de los procesos electroquímicos más importantes, en el cual el flujo de una corriente eléctrica a través de una porción de materia, genera cambios químicos es ésta. Dichos cambios o reacciones químicas no se producen en ausencia de una fuente de energía eléctrica y todo el proceso sucede en un dispositivo denominado celda electrolítica.

Una celda electrolítica es un dispositivo similar al empleado para determinar si una solución es o no electrolítica. Consta de un recipiente que contiene una solución de algún electrolítico y dos (2) electrodos que se sumergen en dicha sustancia, a través de los cuales fluye una corriente eléctrica, proveniente de una fuente de energía (por ejemplo una pila). El electrodo desde el cual salen electrones hacia la solución está

Cargado negativamente (cátodo), por lo que los iones cargados positivamente (cationes) migrarán hacia éste. De la misma forma, los iones negativos (aniones) se verán atraídos por el electrodo positivo o ánodo. Dado que el electrodo negativo presenta un exceso de electrones, se comporta como un agente reductor, pues puede ceder dichos electrones a un ion positivo que carezca de ellos. Igualmente, el polo positivo de una celda electrolítica actúa como agente oxidante, capturando los electrones de exceso que posean los iones negativos.

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