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7/24/2019 Diapos de Electroquimica
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL P
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERQUIMICA
CATEDRA:QUIMICA GENERA
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La Energa Elctrica l!" Pr!cQ#$ic!"
ELECTROQUIMICACORROSI
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Una reaccin electroqumica la pcomo una reaccin redox en la qintercambio de electrones tiene electrodo.El cambio qumico es producido
intercambio de electrones realizaelectrodo y un aceptor o donadoen una disolucin :
DEFINICION :
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REACCIONES REDO%:
Los procesos qumicos son reacciones redox(oxidacin-reduccin dondeenerga li&era'a (!r #na reacci)n e"(!ntanea "e c!n*ierte enelectrici'a' + ! '!n'e la energa elctrica "e a(r!*ec,a (arain'#cir #na reacci)n -#$ica n! e"(!ntanea:
El agente re'#ct!r e" a-#el ele$ent! -#$ic! -#e "#$ini"traelectr!ne" 'e "# e"tr#ct#ra -#$ica al $e'i!+ a#$entan'!"# e"ta'! 'e !/i'aci)n+ e" 'ecir+ "ien'! !/i'a'!0
El agente !/i'ante e" el ele$ent! -#$ic! -#e tien'e a ca(tae"!" electr!ne"+ -#e'an'! c!n #n e"ta'! 'e !/i'aci)n in1eri!-#e tena+ e" 'ecir+ "ien'! re'#ci'!
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UMEROS DE O%IDACION:La cuantifcacin de un elemento qumico puede e"ectuarse mediante su n
de oxidacin. $urante el proceso de oxidacin% el n#mero de oxidacin delelemento aumenta. En cambio% durante la reduccin% el n#mero de oxidacespecie que se reduce disminuye.El n#mero de oxidacin:
&umenta si el 'tomo pierde electrones (el elemento qumico que se oxidlos comparte con un 'tomo que tenga tendencia a captarlos.
$isminuye cuando el 'tomo gana electrones (el elemento qumico que sreduce% o los comparte con un 'tomo que tenga tendencia a cederlos.
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Me'i! 2ci'!En medio 'cido se agregan idronios (cationes ()* y agua ()+, a lassemirreaccion es para balancear la ecuacin fnal.
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Me'i! &2"ic!En medio b'sico se agregan iones idrxidos (aniones (,) yagua ()+, a las semirreaccion es para balancear la ecuacin fnal.
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ACCIONES DE REDO% ESPONTA
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Una reaccin redox espontanea implica una trans"ormacin de
electrones% este moimiento de electrones puede utilizarse para realizarun traba/o el0ctrico:El dispositio utilizado se denomina celda oltaicaEl moimiento o trans"erencia de electrones se produce a tra0s de uncamino externo en lugar de ocurrir directamente entre los dos reactios:
CELDAS VOLTAICAS:
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1i separamos los dos comportamientos(separamos las semireacciones uno quecontiene 2u1,3(45 y un electrodo de 2u y un segundo compartimiento "ormadpor 6n1,3(453 y un electrodo de 6n la reaccin no tiene lugar a menos queambos compartimientos se conecte mediante un circuito externo:
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La solucin es conectar ambas disoluciones por lo que se conoce como puentesalino:
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La celda oltaica puede considerarse "ormada por dos medidas celdas:
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La energa proeniente de cualquier "uente%medio o dispositio que suministrecorriente el0ctrica. 1e necesita laexistencia de una di"erencia de potencialentre dos puntos o polos (uno negatio y elotro positio de dica "uente% que sea
capaz de bombear o impulsar las cargasel0ctricas a tra0s de un circuito cerrado.
$i"erencia de potencial (7E : $i"erencia deenerga potencial debido a carga el0ctrica.
FUER3AELECTROMOTRI34FEM5
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El potencial se mide:
8oltio
9oule
2oulombE5 est'ndar o potencial est'ndar47E65:
2ondiciones est'ndar: ;emperatura: +
2oncentracin: 4 5
?resin: 4 atm
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?,;E@2A&L $E BE$U22AC@ E1;D@$&B:
El olta/e o "uerza electromotriz ("em de una pila% mide la di"erenpotencial entre sus dos electrodos:
E(ila 7 Ec2t!'! 8 E2n!'!
Los potenciales est'ndares de reduccin de las tablas% son alore+ F2% 4 atms"era de presin y en disolucin acuosa 45. El electre"erencia es el del idrgeno% al que se le a asignado un alor
EGcelda H EG oxidacin * EG reduccin
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E/emplo de Beduccin:
P!tencial 3n9;3n3n94 3n 4"5E?7@
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2&L2UL, $E L& 2,@1;&@;E $E EIUALAJBA,: Besulta posiblemedir la di"erencia de potencia que se establece entre lassemiceldas o calcularla mediante la ecuacion de @ernstcuando la reaccin no se encuentra en equilibrio:
ECUACIN DE NERNST:
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La ec#aci)n 'e Nern"tse utiliza para calcular el potencial de reduccinde un electr"uera de las condiciones est'ndar (concentracin 4 5% presin de 4 atm% temperatura d+ + G2. 1e llama as en onor al cientfco alem'n Kalter@ernst% que "ue quie"ormul en 4==
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&s para la reaccin: aN& * bNJ O cN2 * dN$% la expresin de Qes:
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Es una celda electroltica que tiene dossemiceldas equialentes del mismo
electrolito que slo diferen en
las concentraciones.
ILAS DE CONCENTRACION
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BIDROGENO:
+)*(aq% 45 * +e- P )+ (g% 4atm
(EGH F 8
LECTRODOS DE REFEREN
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(EGH F%+3+ 8
4 5 >2l (EGH F%+=F 8
F%4 5 >2l (EGH F%QQ3 8
)g+2l+(s * + e- P + )gG(l * + 2l1aturado
CALOMEL:
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&g2l(s * e- P &gG(s * 2l-
(EGHF%+++
LATA ;CLORURO DE PLATA
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1on aquellas en las cuales la energael0ctrica
que procede de una "uente externa proee
reacciones qumicas no espont'neas..
CELDAS ELECTROLITICAS
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Es el electrodo en
produce la reducalgunas especielectrones.Este posee carga nemigran losiones o cargas positi
2&;,$,
Dnodo
Es el electrodo enproduce la oxidaalgunas especieelectrones.Este posee carga pmigran losiones o cargas negat
NSTITUENTES DE LAS C
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?uente salino
Es un tubo con un elecgel que est' conectasemiceldas de ugal'nicaR el puente sael Su/o de iones% pemezcla de las di"erentes que podrareaccin directa de lde la celda.
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,btencin de metales actios apartir de sales "undidas.Befnacin electroltica de
metales : &l% 2u%@i%etc.?lateado o niqueladoelectroltico.
POSILES USOS DE CELDELECTROQUIMICAS:
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La masa de una sustancia alterada en un
electrodo durante la electrolisis es
directamente proporcional a la cantidad de
electricidad transferida a este electrodo. Lacantidad de electricidad se refiere a la cantidad
de carga elctrica, que en general se mide
en culombios.
4ra LET $E &B&$&T:
LEES DE FARADA:
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+$& LET $E &B&$&T:1i por dos o mas celdas conectadas en
serie pasa la misma cantidad deelectricidad% la cantidad de sustanciaproducida en sus electrodos esproporcional a sus pesos equialentes.
ASPECTOS CUANTITATIV
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m H E x I
?.eq. H E
I H i x t
Equialenteelectroqumico
FARADA 4F5: cantidad de electricidad necesaria para depositar o dequialente qumico de cualquier sustancia.4 H
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PILAS COMUNES 6n(s O 6n+*(aq
+e-
2'todo 5n,+% @)32l y pasta
+@)3*(aq * +5n,+(s * +e- O 5n+,Q(s * +@)Q* +)+,(l;iene una arilla central de grafto que act#a comoc'todo (inerte
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1e reemplaza @)32l por >,).
Dnodo: Vel conteniendo 6n enpolo.:
2'todo: reduccin de 5n,+.
PILAS ALCALINAS
6n(s O 6n+*(aq * +e-
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1e produce electricidad a partir de la reaccin electroqum
combustible.
En las misiones &polo% la "uente primaria de electricidad combustible )+-,+.
2'todo: reduccin de oxgeno:+)+,(l * ,+(g * 3e- O 3,)-(aq
Dnodo: oxidacin de idrgeno:+)+(g * 3,)-(aq O 3)+,(l * 3e-
CELDAS DE COMUSTI
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EWred(e+* X EWred(,+
2'todo: ,+(g * 3)*(aq * 3e- O +)+,(l.
Dnodo: e(s O e+*(aq * +e-.
El proceso es "aorecido por la presencia de agua y sales.
e+* "ormado inicialmente es oxidado luego a eQ*% que "oo errumbreZe+,Q.x)+,(s.
La oxidacin ocurre en el sitio con la mayor concentracin d
CORROSION DEL BIERRO
PREVENCION DE LA
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2obertura con una pintura o con otro metal.
El )ierro Valanizado est' cubierto con una capa delgad
6inc protege al e% porque tiene menor potencial de redu
6n+*(aq *+e- O 6n(s% EWred H - e+*(aq * +e- O e(s% EWred H -
PREVENCION DE LACORROSION DEL
BIERRO:
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