Fundamentos de Electroquímica

Conceptos Básicos

Energía eléctrica: Flujo de electrones a través de un conductor.

Electrón: Partícula de masa muy ligera que gira alrededor del núcleo de un átomo.

Átomo: Partícula mínima de la materia, compuesta por neutrones, protones y electrones.

Conductores y No Conductores

Conductores de electricidad: Oro, plata, cobre, aluminio, platino.

No conductores de electricidad (aislantes): Goma, madera, plástico, vidrio, mica, papel.

Electroquímica

La electroquímica es la disciplina de la química que estudia los fenómenos químicos que causan electricidad y las conversiones entre energía química y eléctrica.

Michael Faraday (1791-1867)

Michael Faraday fue un científico británico que estudió la relación entre la electricidad y las reacciones químicas. Sus investigaciones sentaron las bases de la electroquímica moderna. Faraday estudió la cantidad de electricidad utilizada en la electrólisis y las masas de sustancias desprendidas en estado gaseoso o depositadas en los electrodos.

Conductores y Electrólisis

Tipos de Conductores

Conductor de 1er orden: Poseen conductancia eléctrica, y los portadores de las cargas son electrones (metales).

Conductor de 2do orden: Poseen conductancia iónica o electrolítica, y los portadores de la carga son iones (soluciones electrolíticas).

Electrólisis

La electrólisis es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad.

Componentes de la Electrólisis

Electrodo: Conductor eléctrico que se usa para hacer contacto con una parte no metálica de un circuito.

Cátodo: Electrodo negativo donde ocurre una reacción de reducción.

Ánodo: Electrodo positivo de una celda electrolítica donde se dirigen los iones negativos y ocurre una reacción de oxidación.

Ion: Partícula cargada eléctricamente constituida por un átomo o molécula que no es eléctricamente neutro.

Catión: Ion con carga eléctrica positiva (pierde electrones).

Anión: Ion con carga eléctrica negativa (gana electrones).

Proceso de Electrólisis

Cuando se hace pasar una corriente eléctrica a través de una solución electrolítica, los cationes se mueven hacia el cátodo y los aniones hacia el ánodo.

Leyes de Faraday

Primera Ley de Faraday

Establece que la cantidad de sustancia depositada o liberada en un electrodo durante la electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que pasa a través de la solución.

Segunda Ley de Faraday

Establece que la cantidad de diferentes sustancias depositadas o liberadas por la misma cantidad de electricidad es proporcional a sus pesos equivalentes.

Equivalente Gramo

Es la cantidad de masa de una sustancia depositada, disuelta o liberada durante el proceso de la electrólisis con la transferencia de 1 mol de electrones.

Fórmulas

Q = I x t (Q: carga eléctrica, I: corriente eléctrica, t: tiempo)

Q = A x s (A: masa atómica o molecular, s: equivalente químico)

1 Faraday (F) = 96500 Coulombs (C)

I = Q / t

A = Q / (s x t)

t = Q / I

s = Q / (A x t)