Conceptos Fundamentales de Reacciones Redox y Electroquímica

Conceptos Fundamentales de Reacciones Redox

• Oxidación es el proceso de pérdida de electrones por parte de un reductor.
• Reducción es el proceso de ganancia de electrones por parte de un oxidante.
• Agente reductor es la sustancia que contiene el elemento cuyo número de oxidación aumenta. Este elemento se oxida reduciendo a otro.
• Agente oxidante es la sustancia que contiene el elemento cuyo número de oxidación disminuye. Este elemento se reduce oxidando a otro.
• Semirreacción de oxidación es el proceso en que un elemento aumenta su número de oxidación, lo que equivale a una pérdida real o aparente de electrones.
• Semirreacción de reducción es el proceso en que un elemento disminuye su número de oxidación, lo que equivale a una ganancia real o aparente de electrones.

Pilas Voltaicas y Fuerza Electromotriz

• Una pila voltaica es un dispositivo que permite producir corriente eléctrica a partir de una reacción redox espontánea.
• Ánodo, polo negativo (-), es el electrodo donde se produce la oxidación.
• Cátodo, polo positivo (+), es el electrodo donde se produce la reducción.
• Fuerza electromotriz (Fem): Eº_pila = Eº_cátodo - Eº_ánodo
• Cuanto más positivo es el potencial estándar de reducción, mayor es la fuerza oxidante de la especie que aparece en la semirreacción.
• Cuanto más negativo, o menos positivo, es el potencial estándar de reducción, mayor es la fuerza reductora de la especie que aparece en la semirreacción.
• Una reacción redox es espontánea si es positivo el valor de la fuerza electromotriz de la pila que podrían formar las dos semirreacciones que constituyen la reacción redox.

Electrólisis y Leyes de Faraday

• La electrólisis es el proceso en el que el paso de la corriente eléctrica por una disolución o por un fundido de un electrolito produce una reacción de oxidación-reducción no espontánea.
• Primera ley de Faraday: la cantidad de sustancia que se deposita o se desprende en los electrodos de una cuba electrolítica es proporcional a la cantidad de electricidad que circula por ella. Q = I x t
• Segunda ley de Faraday: la carga total que debe pasar por una cuba electrolítica para que circule 1 mol de electrones es de 96500 C (1F).

Cálculo de la Masa Depositada o Liberada en Electrólisis

m = M · I · t / Z · F

• m es la masa en gramos de las sustancias depositadas o liberadas en los electrodos.
• M es la masa molar (g/mol) de las sustancias depositadas o liberadas en los electrodos.
• I es la intensidad de la corriente que circula; se mide en amperios.
• t es el tiempo que circula la corriente; se mide en segundos.
• Z es el número de electrones que intervienen en las semirreacciones de reducción y de oxidación para la obtención de 1 mol de sustancia.
• F es el Faraday, una constante cuyo valor es 96500 C.