Fundamentos de la
electroquímica
Capitulo 1
Introducción
• Electroquímica es una rama de la química que se dedica al estudio de
la conversión entre la energía eléctrica y la energía química,
entendemos además que los procesos electroquímicos son
reacciones redox en donde la energía liberada por una reacción
espontánea se transforma en electricidad, pero también
comprendemos que es posible utilizar la electricidad para inducir una
reacción química
Δ G = -nfЄ
Energía química – Energía eléctrica
Conducción electrónica vs.
Conducción electrolítica
La conducción electrónica de debe al flujo de
electrones, los mismos saltan de un orbital a
otro, dando lugar a un flujo de corriente
“Pero…” sin flujo neto de materia.
Ej. Conductores metálicos
Conducción electrolítica o iónica se debe al
flujo o movimiento de iones en una
disolución o electrolito.
Ej. Conductores de segunda clase o
disoluciones.
Conducción mixta?
• ¿existe reacción química?
• ¿existe transferencia de materia,
iones o electrones?
• ¿existe movimiento de cargas o
electrones?
TRANSPORTE DE IONES
DIFUSION. Flujo de iones debido a
la existencia de un gradiente de
concentración.
J = -D dc/dx [mol/area tiempo]
CONDUCCION. Flujo debido a una
diferencia de potencial eléctrico en
una disolución iónica, misma que
origina un campo eléctrico
CONVEXION. Flujo de iones en
razón a un gradiente de
temperatura
• ¿factores que afecta a cada
mecanismo de transporte?
• Temperatura, concentración,
agitación, distancia entre
electrodos, etc
Definiciones de conductividad
Conductividad específica (k):
La conductividad de un cubo de disolución cuya arista es 1 cm. K es función
directa de la concentración y la temperatura. Unidades (Ω-1cm-1)
Conductividad molar (Λm):
Es la conductividad de una disolución en la que existe un mol de soluto disuelto.
Unidades (Ω-1cm2 mol -1)
Conductividad Equivalente (Λ)
Conductividad de una disolución en la que existe un equivalente de soluto
disuelto entre electrodos que están a 1 cm de distancia.
Electrolitos fuertes Λ = Λo –A N (-1/2)
Grado de disociación α = Λ / Λo
Conductividad limite en función de la temperatura
Λo = Λo(25oC) [ 1 + b(T – 25)]
ELECTROLISIS
Cuando se introducen dos electrodos en una
disolución electrolítica y se aplica
externamente una DIFERENCIA DE
POTENCIAL mayor al del equilibrio, en las
interfaces electrodo-electrolito, se producen
reacciones químicas:
Cátodo – Reducción (-)
Ánodo – Oxidación (+)
Electrólisis: Leyes de Faraday
Electrólisis en sal (NaCl) fundida
Electrólisis de salmuera (NaCl) en medio acuoso
Migración independiente de los iones
La conductividad equivalente de una solución es la conductancia específica de un equivalente
de soluto, y se puede expresar como Λ = 1000 k/c
Resumen:
Densidad de corriente J (coulomb cm-2 seg) = k E = n v e
Donde: E campo eléctrico, n (numero iones/cm3), e (carga)
Conductividad equivalente Λ = k/c*
Conductividad equivalente de los iones λ+ , λdonde : λ+ = F l+ ,
λ- = F lΛ = λ+ + λMovilidad iónica [cm2/volt.s]
l+ = λ+/F = v+/E
l- = λ-/F = v-/E
Numero de transporte
El número de transporte de un ión es la fracción de corriente transportada por dicho ión.
t+ = i+/(i+ + i-) = v+/(v+ + v-)
Practica No 1
• 1. Número de transporte. Métodos para su determinación
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Método de Hittorf
Método de frontera móvil
Método de los dos discos
Método de frontera móvil autógena
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Describir el equipo utilizado (esquema, foto)
Procedimiento experimental para la cuantificación del número de transporte
Cálculos para determinación
Ventajas y desventajas de cada método
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