TP 15: Electroquímica.

Electroquímica.

Potencial de oxidación. Pilas. Acumulador de plomo. Corrosión.

Observa los vídeos y toma nota como si fuera la clase, en el aula.-

Vídeo 1: Celdas galvánicas

Vídeo 2 Potenciales standard

 

 

Una celda electroquímica es un dispositivo capaz de obtener energía eléctrica a partir de reacciones químicas (o bien, de producir reacciones químicas a través de la introducción de energía eléctrica, cuando se esté cargando la celda).

 

Cátodo: Se denomina cátodo al electrodo negativo de una célula electrolítica hacia el que se dirigen los iones positivos, que por esto reciben el nombre de cationes.

 

Ánodo: El ánodo es un electrodo en el que se produce una reacción de oxidación, mediante la cual un material, al perder electrones, incrementa su estado de oxidación.

 

CATIÓN: Un catión es un ion (sea átomo o molécula) con carga eléctrica positiva.

ANIÓN: es un ion (sea átomo o molécula) con carga eléctrica negativa.

 

 

 

Celda Galvánica: La celda galvánica o celda voltaica, denominada en honor de Luigi Galvani y Alessandro Volta respectivamente, es una celda electroquímica que obtiene la energía eléctrica a partir de reacciones redox espontáneas que tienen lugar dentro de la misma. Por lo general, consta de dos metales diferentes conectados por un puente salino, o semiceldas individuales separadas por una membrana porosa. Volta fue el inventor de la pila voltaica, la primera pila eléctrica.

 

 

 

En el uso común, la palabra pila es una celda galvánica única y una batería propiamente dicha consta de varias celdas, conectadas en serie o paralelo

 

Celda electrolítica : Se denomina celda electrolítica al dispositivo utilizado para la descomposición mediante corriente eléctrica de sustancias ionizadas denominadas electrolitos.

 

Los electrolitos pueden ser ácidos, bases o sales.

 

Al proceso de disociación o descomposición realizado en la celda electrolítica se le llama electrólisis.

 

La electrometalurgia es un proceso para separar el metal puro de compuestos usando la electrólisis. Por ejemplo, el hidróxido de sodio es separado en sodio puro, oxígeno puro e hidrógeno puro. La anodización es usada para proteger los metales de la corrosión.

 

En la electrólisis se pueden distinguir tres fases:

 

·         Ionización - Es una fase previa antes de la aplicación de la corriente y para efectuar la sustancia a descomponer ha de estar ionizada, lo que se consigue disolviéndola o fundiéndola.

 

·         Orientación - En esta fase, una vez aplicada la corriente los iones se dirigen, según su carga eléctrica, hacia los polos (+) ó (-) correspondiente

 

·         Descarga - Los iones negativos o aniones ceden electrones al ánodo (+) y los iones positivos o cationes toman electrones del cátodo (-).

 

 

	Pila galvánica	Celda electrolítica
Tipo de conversión	Energía química → Energía eléctrica	Energía eléctrica → Energía química
Electrodo positivo	Cátodo (reducción)	Ánodo (oxidación).
Electrodo negativo	Ánodo (oxidación)	Cátodo (reducción)

 

Parecería lógico definir el sentido de la corriente eléctrica como el sentido del movimiento de las cargas libres. Sin embargo, si el conductor no es metálico, también hay cargas positivas en movimiento por el conductor externo (el electrolito de la celda), y cualquiera que sea el sentido convenido existirían cargas moviéndose en sentidos opuestos. Por tanto se adopta el convenio de que su definición del sentido de la corriente sea «el recorrido por las cargas positivas (cationes), y que en consecuencia es del positivo al negativo: ánodo → cátodo.

 

En los casos de válvulas termoiónicas, fuentes eléctricas, pilas, etcétera, el ánodo es el electrodo o terminal de mayor potencial. En una reacción redox corresponde al elemento que se oxidará.

 

 

La fuerza electromotriz o voltaje inducido​​​​ (representado fem, FEM o ) es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Es una característica de cada generador eléctrico.

 

FUERZA ELECTROMOTRIZ DE UNA PILA : En una pila hay un transporte de electrones desde el ánodo, donde tiene lugar el proceso de oxidación, al cátodo, donde se produce la reducción. El trabajo necesario para realizar este transporte de electrones será proporcional a la diferencia de potencial existente entre ánodo y cátodo. A esta diferencia de potencial (ε) se la denomina fuerza electromotriz de la pila (fem).

 

Fem = E° cátodo – E° ánodo = E° reducción – E° oxidación

 Vídeo 3

 

            

cONSU

 

 

TRABAJO PRÁCTICO n°15:

1.A) Busca una tabla de Potenciales de reducción y agrégalos a tu trabajo.

1. B) b1. escribe las hemireacciones. Busca los potenciales de cada una. Consultando la tabla de E° e indica cuál de las siguientes reacciones es posible:

a)           Fe           +             HCl         --------------------

 

b)           Ba           +             Cu SO₄  --------------------

 

c)            Au          +              HNO₃        --------------------

 

d)            Ag          +              CaCO₃  --------------------

 

e)           Cu          +             AuCl₃     --------------------

 

f)             Pb          +             NaNO₃  --------------------

 

g)           Zn           +             CaS        --------------------

 

h)            Cl₂          +             KI            --------------------

 

2. Una solución contiene Cu⁺²; Pb⁺²; Ca ⁺² al efectuar electrólisis. ¿Cuál es el catión que se descarga primero?

 

3. Describa las características generales de una celda electroquímica.

 

4. Los utensillos de acero como las tuercas y los tornillos, suelen recubrirse con una delgada capa de cadmio. Explique qué función tiene esta capa.

 

5. El hierro  galvanizado es una hoja  de acero recubierta con zinc; las latas de estaño se fabrican de hojas de acero  recubiertas de estaño. Describa qué función tienen estos recubrimientos  y la electroquímica de las reacciones de corrosión que suceden cuando un electrólito entra en contacto con la superficie raspada de una hoja  de hierro galvanizado o una lata de estaño. 

 

6. La plata deslustrada contiene Ag₂S. Las manchas de los utensillos de plata se pueden quitar sumergiéndolos en un recipiente de aluminio que contenga una disolución de un electrolito inerte tal como el Na Cl. Explique el principio electroquímico de este procedimiento. Teniendo en cuenta que:

 

Ag₂S            + 2 e^-           ®      2        Ag ° (s)                 + S^-2

 

Y que el potencial estándar de la semicelda es E°= -0,71 V                                                                                           

 

7. ¿Qué diferencias hay entre una celda electroquímica como la de Daniell o una celda galvánica?  (agrega imágenes y reacciones redox)

8. ¿Cómo está formada una batería de celda seca?  (agrega imágenes y reacciones redox)

9. ¿Cómo está formado un acumulador de plomo?  (agrega imágenes y reacciones redox)

10.¿Cómo está formada una batería de Litio? (agrega imágenes y reacciones redox)

FECHA de ENTREGA: 15 de octubre 2020.-.