Conceptos básicos Electroquímica

Transcripción

1 Conceptos básicos Electroquímica LAS REACCIONES ELECTROQUÍMICAS: Introducción. Reacción electroquímica: definición, semejanzas y diferencias con una reacción química redox. Predicción de una reacción electroquímica: aspecto termodinámico y cinético. Sustancia electroactiva. Límites de electroactividad: Disolvente y electrodo atacable. Electrolito soporte. Corriente residual

2 Bibliografía

3 La electroquímica parte de la Ciencia que se dedica al estudio de los procesos y factores que afectan el transporte de carga a través de la interfase formada entre dos fases, generalmente un electrodo y una disolución en contacto con él

4 Una reacción electroquímica la podemos definir como una reacción redox en la que el intercambio de electrones tiene lugar en un electrodo. El cambio químico es producido por el intercambio de electrones realizado entre un electrodo y un aceptor o donador de electrones en una disolución :

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6 Diferencia con reacción química Se diferencia de una reacción química redox en que el donador o aceptor de electrones, es el electrodo (al que se comunica un potencial electrico) donde se realiza la transferencia electrodica, cambiando de un medio homogeneo ( reacción química ) a un medio heterogéneo ( reacción electroquimica).

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8 Variables en electroquímica

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10 Preedición reacción electroquímica

11 El proceso electroquímico puede estar controlado por el transporte de masa (es decir por la rapidez con que se le suministra materia al electrodo) o por la velocidad de transferencia de carga. Por ello comúnmente se habla de procesos controlados por transporte (de masa) o por cinética (de transferencia de carga)

12 El potencial, (como función de la energía libre del sistema), constituye la fuerza de empuje de una reacción electroquímica y por lo tanto representa el factor termodinámico. La intensidad es una medida de la cantidad de materia transformada en la unidad del tiempo y por tanto, representa factores cinéticos. Comunmente representamos intensidad frente a potencial. Es decir, representamos la velocidad de una reacción (intensidad) como función de la fuerza de empuje (potencial

13 Los potenciales a los cuales estos procesos ocurren están relacionados a los potenciales estandar (E ) de las especies implicadas. Si en disolución tenemos más de una especie que puede ser oxidada o reducida, el orden en que dichos procesos tiene lugar depende del valor de E y de la cinética de la reacción electródica.

14 Sobre un electrodo pueden tener lugar dos tipos de procesos que se denominan Faradáicos y No-Faradáicos

15 Faradáico Aquellos que tiene lugar mediante transferencia de cargas entre el electrodo y la disolución (oxidaciones y reducciones. Obedecen la ley de Faraday; Q= nfm la cantidad de sustancia electrolizada, es proporcional a la cantidad de electricidad consumida

16 No faradáicos Los procesos no-faradáicos son aquellos que no dar lugar a oxidaciones ni reducciones sino que están relacionados a procesos tales como cargar/descargar el condensador formado en las proximidades del electrodo

17 Electrodo Solución C. C = q V. q/e = C ( ) (+) a b c i = C dl dl de dt ap

18 Tipos de electrodos i A EIP a B E i EINP b C D E Se define como electrodo "electrodo idealmente polarizable" (EIP) un electrodo en el cual no hay transferencia de carga a través de la interfase independientemente del potencial aplicado. Como no existe transferencia de carga, un EIP se comporta como un condensador Un electrodo idealmente no polarizable (EINP) aquel cuyo potencial no cambia, independientemente de la intensidad que fluye.

19 Sustancia electroactiva Electrodo Interfase Disolución Ox' 3 Ox' 2 Ox 1 Ox ne 4 Red' 3 Red' 2 Red 1 Red

20 Célula Galvanica

21 Celula Electroquimica

22 Limites electroactividad

23 Leyes y conceptos basicos en electroquímica Ley de Faraday Q=nFM Ley de Ohm i= E/R Trabajo = Potencial * Carga (julio=volt*culom) ΔG=-Trabajo=E*q E = ΔG nf Nernst

24 Convención de signos Americanos Resto Mundo

25 Terminología

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