“PONETE LAS PILAS”
ELECTROQUIMICA:
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.
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.
CORRIENTE ELÉCTRICA
La mayoría de los compuestos inorgánicos y algunos de los orgánicos se ionizan al fundirse o cuando se disuelven en agua u otros líquidos; es decir, sus moléculas se disocian en componentes cargados positiva y negativamente que tienen la propiedad de conducir la corriente eléctrica .
Todas las pilas consisten en un electrólito (que puede ser líquido, sólido o en pasta), un electrodo positivo y un electrodo negativo. El electrólito es un conductor iónico; uno de los electrodos produce electrones y el otro electrodo los recibe. Al conectar los electrodos al circuito que hay que alimentar, se produce una corriente eléctrica.
La mayoría de los compuestos inorgánicos y algunos de los orgánicos se ionizan al fundirse o cuando se disuelven en agua u otros líquidos; es decir, sus moléculas se disocian en componentes cargados positiva y negativamente que tienen la propiedad de conducir la corriente eléctrica .
Todas las pilas consisten en un electrólito (que puede ser líquido, sólido o en pasta), un electrodo positivo y un electrodo negativo. El electrólito es un conductor iónico; uno de los electrodos produce electrones y el otro electrodo los recibe. Al conectar los electrodos al circuito que hay que alimentar, se produce una corriente eléctrica.
“Las pilas y baterías convierten energía química en energía eléctrica”
ELECTROLISIS
La electrólisis es un procedimiento mediante el cual, por pasaje de una corriente eléctrica continua a través de un electrólito fundido o disuelto, se produce una reacción química.
En el caso de la electrólisis del cloruro de sodio, las cargas eléctricas negativas (aniones) son atraídos por el polo positivo (anado), donde ocurre el proceso denominado oxidación
Los iones positivos serán atraídos por el polo negativo (cátodo) y es donde se produce la reacción de reducción.
Las hemireacciones para el proceso de electrólisis del cloruro de sodio son:
Oxidación) 2 Cl- --------> Cl2 + 2e
Reducción) 2 H2O + 2e ----> H2 + 2 OH-
En la región catódica, el catión sodio con el anión hidroxilo forman hidróxido de sodio:
6 Na+ + 6 HO- ----------> 6 NaOH
Los iones HO- se dirigen hacia la zona anódica y reaccionan con el cloro según la siguiente reacción:
La electrólisis es un procedimiento mediante el cual, por pasaje de una corriente eléctrica continua a través de un electrólito fundido o disuelto, se produce una reacción química.
En el caso de la electrólisis del cloruro de sodio, las cargas eléctricas negativas (aniones) son atraídos por el polo positivo (anado), donde ocurre el proceso denominado oxidación
Los iones positivos serán atraídos por el polo negativo (cátodo) y es donde se produce la reacción de reducción.
Las hemireacciones para el proceso de electrólisis del cloruro de sodio son:
Oxidación) 2 Cl- --------> Cl2 + 2e
Reducción) 2 H2O + 2e ----> H2 + 2 OH-
En la región catódica, el catión sodio con el anión hidroxilo forman hidróxido de sodio:
6 Na+ + 6 HO- ----------> 6 NaOH
Los iones HO- se dirigen hacia la zona anódica y reaccionan con el cloro según la siguiente reacción:
3 Cl2 + 6 NaOH ---> NaClO3 + 5 NaCl + 3 H2O
PILA VOLTAICA
Una pila voltaica o pila de Daniells: aprovecha la electricidad de una reacción química espontánea para encender un foco. Las tiras de cinc y cobre, dentro de disoluciones de ácido sulfúrico diluido y sulfato de cobre respectivamente, actúan como electrodos. El puente salino (cloruro de potasio) permite a los electrones fluir entre las cubetas sin que se mezclen las disoluciones. Cuando el circuito entre los dos sistemas se completa (como se muestra a la derecha), la reacción genera una corriente eléctrica. Obsérvese que el metal de la tira de cinc se consume (oxidación) y la tira desaparece. La tira de cobre crece al reaccionar los electrones con la disolución de sulfato de cobre para producir metal adicional (reducción). Si se sustituye el foco por una batería la reacción se invertirá, creando una célula electrolítica.
REACCIONES REDOX:
A veces los reactivos ganan y pierden electrones. Así, en una reacción de oxidación-reducción, un reactivo se oxida (pierde uno o más electrones) y el otro se reduce (gana uno o más electrones).
Un ejemplo: en una disolución acuosa de iones Cu2+ es azul. Si se le añaden limaduras de hierro (Fe), se comprueba que el color azul desaparece: los iones Cu2+ han reaccionado. Por otra parte, en la disolución se forman iones Fe2+, lo que se manifiesta por el precipitado verdoso que forman en presencia de sosa. También se observa que el hierro queda recubierto por un depósito rojo. Efectivamente, se forma cobre metálico, Cu. El balance de la reacción es el siguiente: Fe + Cu2+ → Fe2++ Cu
El hierro ha sido oxidado por los iones Cu2+, que a su vez han sido reducidos por el hierro. La reacción anterior es una reacción de oxidación-reducción (o reacción redox) en la que el hierro es el reductor y el cobre el oxidante.
La reacción es de hecho la suma de las dos semirreacciones siguientes:
oxidación: Fe → Fe2+ + 2e-
reducción: Cu2+ + 2e- → Cu
oxidación: Fe → Fe2+ + 2e-
reducción: Cu2+ + 2e- → Cu
Por tanto, la oxidación de un cuerpo corresponde a una pérdida de electrones y la reducción corresponde a una ganancia de electrones. Un oxidante (en este caso los iones Cu2+) es una sustancia susceptible de captar uno o varios electrones; un reductor (en este caso el hierro) cede fácilmente uno o varios electrones.
NUMEROS DE OXIDACIÓN:
En la medida en que cada especie puede existir en una forma más o menos oxidada, es posible definir un ‘número de oxidación’ para caracterizar la forma que se está considerando. Cuanto más elevado es el número, más oxidada está la forma.
En los cuerpos simples, el número de oxidación corresponde a la carga del elemento químico. Así, el hierro puede existir en su forma reducida, el hierro metálico Fe (número de oxidación 0), o en dos formas oxidadas, los iones Fe2+ (número de oxidación ii) y Fe3+ (número de oxidación iii). En casos más complejos, el número de oxidación está ligado a la valencia del elemento químico considerado.Cuando un cuerpo se oxida, aumenta su número de oxidación; cuando se reduce, disminuye. Por tanto, un oxidante es un compuesto cuyo número de oxidación puede disminuir, mientras que un reductor es una sustancia cuyo número de oxidación puede aumentar.
LA CORROSIÓN EN LA VIDA DIARIA:
La Corrosión es la causa general de la destrucción de la mayor parte de los materiales naturales o fabricados por el hombre. Si bien esta fuerza destructiva ha existido siempre, no se le ha prestado atención hasta los tiempos modernos, con el avance de la tecnología. El desarrollo de la industria y el uso de combustibles, en especial el petróleo, han cambiado la composición de la atmósfera de los centros industriales y grandes conglomerados urbanos, tornándola mas corrosiva.
La producción de acero y las mejoras de sus propiedades mecánicas, han hecho de él un material muy útil, junto con estas mejoras, se esta pagando un tributo muy grande a la corrosión, ya que el 25% de la producción mundial anual del acero es destruida por la corrosión.
La corrosión de los metales constituye una de las pérdidas económicas más grande de la civilización moderna. La rotura de los tubos de escape y silenciadores de los automotores; el cambio continuo de los serpentines de los calefones domésticos; roturas de los tanques de almacenamiento y tuberías de conducción de agua; el derrumbe de un puente; la rotura de un oleoducto que transporta crudo (aparte del costo que acarrea el cambio del mismo hay que tener en cuenta el problema de contaminación del petróleo derramado, que muchas veces es irreversible, así como también el paro de la refinería).
Sin embargo, no siempre la corrosión es un fenómeno indeseable, ya que el proceso de corrosión es usado diariamente para producir energía eléctrica en las pilas secas, donde uno de las partes fundamentales del proceso es una reacción de corrosión.
Anódo: Zn Û Zn2+ + 2e-
Cátodo: NH4+ + MnO2 + 1e- ÛMnO(OH) + NH3
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