Electroquímica

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..

electrolitos intrinsecos electrolitos potenciales

compuestos iónicos moléculas polares

iones en solución

fundidos iónicosfundidos iónicos

paso de corrientepaso de corriente

cinética cinética electródicaelectródica

doble capa doble capa electroquímicaelectroquímica

transferencia de transferencia de cargacarga

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

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

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

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.

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

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

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

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

Las que transfieren Las que transfieren electroneselectrones

Las que transfieren iones ó Las que transfieren iones ó moléculas polaresmoléculas polares

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+

E S

CuCu2+2+

CuCu2e2e

Deposición metálicaDeposición metálica

Las que transfieren electronesLas que transfieren electrones

CuCu2+2+ + 2 e Cu + 2 e Cu

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

CorrosiónCorrosión

E S

FeFe2+2+ FeFe

2e2e

Corrosión de materialesCorrosión de materiales

Fe FeFe Fe2+2+ + 2 e + 2 e

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

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-

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.

oxidante + n e forma reducida

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

Pueden considerarse todas aquellas sustancias con carácter oxidante o reductor que puedan ser capaces de transportar carga sin sufrir modificación atómica.

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)

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

Habremos aprendido algo en este tema!

Proceso en el electrodoInterfase electroquímicaTipos de reaccionesElectrodoCatodoAnodoProcesos catódicos y anódicos