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 • • • • Método de Hittorf Método de frontera móvil Método de los dos discos Método de frontera móvil autógena • • • • Describir el equipo utilizado (esquema, foto) Procedimiento experimental para la cuantificación del número de transporte Cálculos para determinación Ventajas y desventajas de cada método
