Nature">
Electroquímica Fundamentos
Electroquímica Fundamentos
Electroquímica Fundamentos
Químicos
DEFINICION
• Se denomina electroquímica a la parte de la química
que estudia la ínter conversión entre energía eléctrica y
energía química.
E. Eléctrica ↔ E. química
• La electrodeposición
de metales en la
industria metalúrgica .
• Tratamiento del
agua electrocoagulación.
• Indirectamente
la Electrodiálisis.
Aplicaciones de la electrólisis.
• Se utiliza industrialmente para obtener
metales a partir de sales de dichos metales
utilizando la electricidad como fuente de
energía.
• Se llama galvanoplastia al proceso de recubrir
un objeto metálico con una capa fina de otro
metal:
• Ejemplo: Zn2+ + 2 e– → Zn (cincado)
(en este caso los electrones los suministra la
corriente eléctrica)
10
Aplicaciones de la electrólisis.
Electrorrefinado del Cu. Electrodeposición de Ag.
RELACIONES DE LA ELECTROQUIMICA
• Cambios Químicos • Corriente Eléctrica
• Materia • Energía
• Porque??
• Materia=partículas
cargadas eléctricamente
El concepto de Electroquímica implica transformaciones que
requieren la presencia de electrodos.
Dos electrodos sumergidos en un electrólito y unidos
externamente por un conductor metálico forman lo que se
conoce como celda electroquímica.
Si en la celda ocurre una reacción química que da lugar a una
corriente eléctrica, se llama pila o celda galvánica. Si por el
contrario, una corriente externa da lugar a una reacción
química, entonces se llama celda o cuba electrolítica.
Ejemplo: Cu +AgNO3
• Introducimos un electrodo de
cobre en una solución de AgNO3,
• De manera espontánea el cobre
se oxidará pasando a la
disolución como Cu2+.
• Mientras que la Ag+ de la misma
se reducirá pasando a ser plata
metálica:
• a) Cu → Cu2+ + 2e– (oxidación).
• b) Ag+ + 1e– → Ag (reducción).
Ejemplo: Zn + Pb(NO3)2
15
Ejemplo: Comprobar que la reacción de formación de hierro:
Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2 es una reacción redox.
Indicar los E.O. de todos los elementos antes y después de la
reacción
Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2
• E.O.: +3 –2 +2–2 0 +4 –2
• Reducción: El Fe disminuye su E.O. de “+3” a “0”
luego se reduce (cada átomo de Fe captura 3
electrones).
• Oxidación: El C aumenta su E.O. de “+2” a “+4”
luego se oxida (en este caso pasa de compartir
2e– con el O a compartir los 4 electrones).
Oxidantes y reductores
• OXIDANTES: Es la sustancia capaz de oxidar
a otra, con lo que ésta se reduce.
• REDUCTORES: Es la sustancia capaz de
reducir a otra, con lo que ésta se oxida.
• Ejemplo:
• Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag
• Oxidación: Zn (reductor) → Zn2+ + 2e–
• Reducción: Ag+ (oxidante) + 1e– → Ag
Ejercicio A: Formule, complete y ajuste las siguientes
reacciones, justificando de que tipo son:
a) Cloruro de hidrógeno más amoniaco.
b) Carbonato cálcico más calor.
c) Cloro más sodio.
d) Ácido sulfúrico más zinc metal
– KMnO4 → K+ + MnO4–
– H2SO4 → 2 H+ + SO42–
– KI → K+ +I–
– MnSO4 → Mn2+ + SO42–
– K2SO4 → 2K+ + SO42–
– I2 y H2O están sin disociar.
Ejemplo: Ajuste redox en medio ácido
31
EJERCICIOS
36
Pila Daniell.
• Consta de dos
semiceldas:
• Una con un electrodo
© Ed. ECIR. Química 2º Bach.
de Cu en una
disolución de CuSO4
• Otra con un electrodo
de Zn en una
disolución de ZnSO4.
Pila Daniell
• Están unidas por un
puente salino que
evita que se
acumulen cargas del
mismo signo en cada
semicelda.
• Entre los dos
electrodos se genera
una diferencia de
potencial que se
puede medir con un
voltímetro.
Representación esquemática de una
pila
• La pila anterior se representaría:
Ánodo Puente salino Cátodo
• Zn (s) ZnSO4 (aq) CuSO4 (aq) Cu (s)
39
Pilas comerciales.
Salina Alcalina De mercurio (botón)
Potencial de reducción.
• Las pilas producen una diferencia de potencial (Epila)
que puede considerarse como la diferencia entre los
potenciales de reducción de los dos electrodos que la
conforman.
E pila = Ecatodo − Ecnodo
• Consideraremos que cada semireacción de reducción
viene dada por un potencial de reducción. Como en el
cátodo se produce la reducción, en todas las pilas
Ecatodo > Eánodo.
Potencial de reducción (cont).
Epila = 3,17 V
Electrólisis
• Cuando la reacción redox no es espontánea en
un sentido, podrá suceder si desde el exterior
se suministran los electrones.
Aplicaciones de la electrólisis.
• Se utiliza industrialmente para obtener
metales a partir de sales de dichos metales
utilizando la electricidad como fuente de
energía.
• Se llama galvanoplastia al proceso de recubrir
un objeto metálico con una capa fina de otro
metal:
• Ejemplo: Zn2+ + 2 e– → Zn (cincado)
(en este caso los electrones los suministra la
corriente eléctrica)
50
Aplicaciones de la electrólisis.
Electrorrefinado del Cu. Electrodeposición de Ag.
Comparación de la polaridad de los
electrodos en pilas y electrólisis.
Electrólisis. Ecuación de Faraday.
54
Ejemplo: Se realiza la electrólisis de un disolución de
tricloruro de hierro, haciendo pasar una corriente de
10 A durante 3 horas. Calcula la cantidad de hierro
depositado en el cátodo.
m (g) = 20,82 g
55
Ejercicio : Una corriente de 4 amperios circula durante
1 hora y 10 minutos a través de dos células electrolíticas que
contienen, respectivamente, sulfato de cobre (II) y cloruro de aluminio,
a) Escriba las reacciones que se producen en el cátodo de ambas
células electrolíticas.
b) Calcule los gramos de cobre y aluminio metálicos que se habrán
depositado. Datos: Masas atómicas: Cu = 63,5 y Al = 27,0. Constante de
Faraday : F = 96500 C·eq-1
a) Cu2+ + 2 e– → Cu ; Al3+ + 3 e– → Al
• UNIDADES ELECTROSTATICAS: