OBJETIVOS:
- Conocer los aportes
históricos que ayudaron a surgir la
Electroquímica.
- Conocer los conceptos
fundamentales necesarios para entender
las características de las reacciones
basándose en las celdas
electroquímicas.
- Diseñar un blog donde contenga toda la
información relacionada con los conceptos e información sobre la Electroquímica.
- Permitir el fácil acceso a la información de
forma didáctica y práctica; permitiendo el mayor aprendizaje por medio de
imágenes y videos interactivos.
- Informar por medio de una exposición todo el
contenido del tema de manera clara precisa y concisa para que sea un método de
transmisión de conocimientos a todos los compañeros de clase.
- Plantear la estructura del blog en donde toda la
información se encuentre de forma ordenada es decir con subtítulos detallados y además llevando un
orden cronológico.
MARCO TEÓRICO
INTRODUCCIÓN A LA ELECTROQUIMICA
Historia
Es, durante finales del siglo XVIII
(Ilustración),
que el anatomista y médico italiano Luigi Galvani
marcó el nacimiento de la electroquímica de forma científica al descubrir el
fenómeno que ocurría, al pasar electricidad por las ancas de rana
y nuevamente al tocar ambos extremos de los nervios empleando el mismo escalpelo
descargado. Dichas observaciones las publicó en su ensayo "De Viribus
Electricitatis in Motu Musculari Commentarius" (del Latín
por, Comentario acerca del efecto de la electricidad en el movimiento
muscular). Es de esta forma que en 1791 propuso la existencia
de una sustancia "nervio-eléctrica" existente en toda forma de
vida.
Los aportes posteriores en la fabricación de la
primera batería de la época moderna dada por Alessandro
Volta permitieron que durante la revolución industrial, científicos
connotados como William Nicholson y Johann Wilhelm Ritter fundaran la
disciplina de la galvanoplastia. Años más tarde todo ello
desembocaría en el descubrimiento de la termoelectricidad por Thomas Johann Seebeck.
Para mediados del siglo XIX, el modelamiento y
estudio de la electroquímica, se vieron aclarados por Michael
Faraday (leyes de la electrólisis) y John Daniell (pila dependiente solo de
iones metálicos Zinc-Cobre).
Conceptos
fundamentales
La Electroquímica
es una parte de la ciencia química que reparte con la interrelación de
corrientes eléctricas, o voltajes y reacciones químicas, y con la conversión
mutua de energía química y eléctrica. En el sentido más ancho, electroquímica
es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y de
los fenómenos químicos que son ocasionados por la acción de corrientes o los
voltajes.
Una celda electroquímica simple contiene un par de electrodos
de material inerte, por ejemplo platino, conectados a una fuente de
corriente y sumergidos en una solución acuosa de un conductor de segunda
especie. El electrodo conectado al lado negativo de la fuente se denomina cátodo
y es aquel por el cual entran los electrones a la solución procedentes de
la fuente, por ejemplo, una batería. Al mismo tiempo, el electrodo conectado al
lado positivo de la batería se denomina ánodo, por el cual salen los
electrones de la solución y regresan a la batería.
Al cerrar el circuito, los iones negativos o
aniones, emigran hacia el ánodo en donde se oxidan, mientras que los iones
positivos o cationes van hacia el cátodo en donde se reducen. Como estas partículas
están cargadas, su movimiento constituye una comente eléctrica. Los aniones se
mueven hacia el ánodo y de aquí que los electrones son transportados por estos
iones desde el cátodo. De nuevo, como el transporte de electricidad positiva
hacia el cátodo puede considerarse un flujo de electricidad negativa hacia el
ánodo, la migración de los cationes hacia el cátodo es equivalente al flujo de
electrones en dirección opuesta. En consecuencia, el resultado neto de la
migración es un
Desplazamiento de los electrones por la solución en
la dirección de la corriente y cada ión transporta una parte de la comente
total de electricidad a través de la solución. El proceso del paso de corriente
por un conductor electrolítico con todos los cambios químicos y migratorios
asociados, se denomina electrólisis.
El electrodo de referencia estándar de hidrógeno
El
electrodo estándar de hidrógeno a veces se conoce como electrodo normal de hidrógeno
(NHE, por sus siglas en ingles). Es un electrodo único cuyo potencial se
conoce con exactitud y que puede ser utilizado para medir el potencial de otro
electrodo.
Potencial de electrodo
Un potencial de electrodo se define como el
potencial de una celda en la cual el electrodo
en cuestión es el electrodo derecho y el electrodo estándar de hidrogeno
es el electrodo izquierdo.
Potencial patrón de electrodo
Es también
conocido como potencial normal o estándar de electrodo, E0,
se define como su potencial de electrodo cuando las actividades de los
reactivos y productos sean la unidad. A la semicelda se le llama, a veces, par.
O también como el potencial de un
electrodo único o el de una celda en la cual todos los reactantes y productos
son de una actividad unitaria.
Ecuación de Nernst
La ecuación
de Nernst se utiliza para hallar el potencial de reducción de un electrodo
cuando las condiciones no son las estándar (concentración 1 M, presión de 1
atm, temperatura de 298 K ó 25 ºC). Se llama así en honor al científico alemán Walther
Nernst, que fue quien la formuló.
