Electroquímica

Electroquímica
Tema 1. Células Galvánicas I.
Introducción. Convenios de la IUPAC respecto a las células
electroquímicas. Células galvánicas reversibles. Medida de la f.e.m. de
una célula galvánica Células patrón: célula Weston saturada; célula
Weston no saturada. Termodinámica de la células galvánicas: variación
de la f.e.m. con la temperatura; variación de la f.e.m. con la
concentración. Tipos de electrodos: metal-ión del metal; amalgama;
gas; metal-no gas; metal-sal insoluble; metal-óxido insoluble;
oxidación-reducción Potenciales normales de electrodo. Electrodos de
referencia secundarios: electrodo de calomelanos; electrodo de platacloruro de plata.
Tema 2. Células Galvánicas II.
Clasificación de las células galvánicas. Células químicas sin transporte.
Células de concentración en los electrodos. Células de concentración en
el electrolito sin transporte. Potencial de difusión: cálculo del potencial
de difusión; potencial de difusión de dos electrolitos iguales a diferente
concentración; potencial de difusión de dos electrolitos con un ión
común a la misma concentración. Supresión del potencial de difusión.
Células químicas con transporte. Células de concentración en el
electrolito con transporte.
Tema 3. Aplicaciones de las medidas de la f.e.m.
Determinación de coeficientes de actividad. Determinación de índices
de transporte. Determinación de magnitudes termodinámicas. Cálculo
de constantes de equilibrio. Determinación del pH: electrodo de
hidrógeno; electrodo de quinhidrona, electrodo de vidrio. Valoraciones
potenciométricas: acidimetrías, precipitometrías.
Tema 4. Introducción al estudio de las interfases electrizadas.
Introducción. Interfase electrodo-electrolito. Descripción cualitativa de
la interfase: fase metálica, fase interna; zona difusa. Interfases
polarizables y no polarizables. Diferencias de potencial de una interfase
electrodo-electrodo. Casos extremos de una interfase ideal polarizable y
no polarizable. Posición especial del mercurio en los estudios de dobles
capas. Curvas electrocapilares. Descripción cualitativa.
Tema 5. Termodinámica de la interfase electrizada.
Tensión superficial. Potencial de Galván, Volta y de superficie de una
fase. Potencial electroquímico. Interfases no polarizables y equilibrio
termodinámico. Concepto de exceso superficial. Medida de la tensión
de la interfase como función de la diferencia de tensión a través de la
interfase. Electrómetro de Lippmann. Termodinámica de las interfases
polarizables. Determinación de la densidad de carga sobre el electrodo.
Determinación de la capacitancia eléctrica de la interfase. Potencial para
que el electrodo tenga carga cero. Determinación del exceso superficial.
Resumen de la termodinámica de los procesos electrocapilares.
Tema 6. Estructura de la interfase electrizada.
Teoría de Helmholtz-Perrin. Teoría de Gouy y Chapman. Teoría de
Stern.
Tema 7. Cinética electródica.
Concepto de sobrevoltaje y polarización. Tipos de sobrevoltaje.
Tema 8. Ecuación de Butler-Volmer.
Influencia del campo eléctrico en la velocidad de las reacciones
electródicas. Diagramas de corriente-potencial. Aproximación lineal de
la ecuación de Butler-Volmer. Reversibilidad en los sistemas
electródicos, ecuación de Nernst.
Tema 9. Sobrevoltaje de transferencia de carga. Reacciones por etapas.
Reacciones consecutivas: aproximación del estado de equilibrio.
Barreras de energía en mecanismos de varias etapas. Número
estequiométrico. Orden de reacción. Reacciones heterogéneas.
Tema 10. Sobrevoltaje de difusión.
Concentración en la zona superficial o electródica. Corriente de
difusión para un proceso lineal estacionario. Influencia de la migración
sobre la corriente de difusión. Polarografía.
Tema 11. Corrosión.
Naturaleza electroquímica de la corrosión. Reacciones de reducción en
los procesos de corrosión. Diagramas de Pourbaix. Potencial y
corriente de corrosión. Diagramas de Evans. Tipos de corrosión.
Protección frente a la corrosión.
Tema 12. Pilas y acumuladores.
Relación entre corriente y diferencia de potencial en una pila.
Rendimiento de una pila. Tipos de pilas: pilas primarias, secundarias y
de combustible.