Fundamentos de Electroquímica: Electrólisis, Celdas Galvánicas y Aplicaciones Industriales

Objetivos del Estudio Electroquímico

1. Identificar sustancias electrolíticas y no electrolíticas.
2. Realizar la electrólisis de sustancias y relacionarla con las Leyes de Faraday.
3. Construir celdas galvánicas (pilas) y baterías.

Fundamentos Teóricos de la Electroquímica

• Electroquímica: Es la relación entre la energía eléctrica y la transformación de la materia.
• Catión: Es un ion con carga positiva.
• Anión: Es un ion que tiene carga negativa.
• Puente salino: Es un dispositivo con una solución salina, cuya función es unir y cerrar circuitos.
• Electrodo: Extremo de un conductor en contacto con un medio, al que lleva o del que recibe una corriente eléctrica. Los electrodos positivo y negativo se denominan ánodo y cátodo, respectivamente.
• Pila: Es un dispositivo formado por electrolitos, dos electrodos y un puente salino, el cual produce una corriente eléctrica a partir de una reacción química.
• Batería: Son dos o más pilas conectadas en serie.
• Ánodo: Electrodo positivo de una cuba electrolítica al cual se dirigen los aniones de la disolución. También es el polo positivo de una pila eléctrica.
• Cátodo: Electrodo negativo de una cuba electrolítica al cual se dirigen los cationes de la disolución. También es el polo negativo de una pila eléctrica.
• Teoría de Arrhenius: Postula que "Un ácido es aquella sustancia química capaz de liberar iones hidrógeno (H+) en medio acuoso, mientras que una base es aquella sustancia química capaz de liberar iones hidroxilos (OH-) en disolución acuosa".

Factores que Influyen en el Potencial Eléctrico (Voltaje)

• Especies químicas involucradas.
• Concentración de los electrolitos.
• Temperatura del sistema.

Aplicaciones e Importancia de la Electrólisis

La importancia de la electrólisis se observa directamente en la industria química. Por ejemplo, se puede producir cloro comercial a través de la electrólisis de NaCl. Además, esta técnica es fundamental para el proceso de galvanizado (recubrimiento de metales).

Relevancia y Uso de Pilas y Baterías

Las pilas son actualmente una fuente de energía muy versátil y son utilizadas en todo tipo de aparatos electrónicos como: controles remotos, radios, relojes, calculadoras, etc. Por lo tanto, son fundamentales en la vida moderna. Además, la conexión de varias pilas en serie forma una batería, dispositivos esenciales para el almacenamiento de energía.

Mecanismo de Transporte de Carga en Electrolitos

Los transportadores de carga son los iones generados por el soluto electrolítico, específicamente los cationes y aniones, que se mueven libremente en la disolución, facilitando el flujo de corriente eléctrica.