Aplicaciones de la Electroquímica

UNIVERSIDAD DE CUENCA

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

INGENIERIA QUÍMICA

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Tema:

Aplicaciones de la Electroquímica

Nombre:

Juleisy Maldonado

Materia:

Físico-Química

Fecha:

18-JULIO-2020

CICLO MARZO-AGOSTO 2020

La electroquímica es la rama de la química que trata acerca del uso de las reacciones químicas para producir electricidad y el uso de esta para producir cambios químicos, es decir, se encarga del estudio de la relación entre la energía eléctrica y química. (Zhu & Shi, 2019). Los procesos electroquímicos se realizan en celdas, mismas que pueden ser galvánicas o electrolíticas, se basan en reacciones redox controladas, las cuales, liberan energía de las reacciones espontáneas para producir electricidad, así mismo, la energía eléctrica se aprovecha para provocar una reacción química no espontánea. Estos procesos se usan para la producción de baterías, corrosión de metales, entre otros.

En la actualidad, el uso de la electricidad es de gran importancia debido a sus múltiples aplicaciones, en este caso, la electroquímica tiene una aplicación interdisciplinaria en la industria química, biológica, electrónica y física, las mismas que sirven para la protección del medio ambiente, producción de alimentos, pruebas clínicas, entre otros.

En el campo de la medicina la electroquímica se usa para facilitar el tratamiento de enfermedades y para el diagnóstico de afecciones musculares y nerviosas. Existen varias formas de electricidad que se usan en este campo; la corriente galvánica, corrientes de altas frecuencias, sinusoidal, entre otras, la primera es usada por la electroquímica para facilitar los procesos eléctricos que se necesitan en la medicina.

La corriente galvánica se usa para tratar las afecciones nerviosas, musculares, para depilaciones permanentes y para la iontoforesis, esta última se basa en introducir ciertos medicamentos a través de la piel o mucosas por medio de la corriente eléctrica, las sustancias utilizadas generalmente son las sales de cobre y zinc por tener efecto cáustico y acónito como calmante del dolor, estos tratamientos se usan para tratar la sudoración excesiva, la hiperhidrosis y para el diagnóstico de la fibrosis quística. (Abreu, Ferraz, & Goular, 2002)

Así mismo, la electroquímica se usa en el tratamiento de enfermedades mentales mediante la técnica de Electroshock, la cual consiste en hacer pasar una determinada cantidad de corriente eléctrica a través del cerebro mediante la aplicación de dos o más electrodos en ambos lados de la cabeza, esto se realiza con la finalidad de desencadenar una convulsión mínima de manera intencional para provocar cambios en la neuroquímica cerebral y así se pueda mejorar la salud mental de la persona tratada. Esta técnica ayuda a las personas que poseen problemas de depresión, depresión asociada a la menopausia e incluso a problemas de esquizofrenia.  [pic 2]

Las pilas de combustibles de glucosa directa se usan en el campo de la medicina y en los biosensores. La glucosa es una de las fuentes de energía inagotable en los seres vivos  dado que puede generar hasta 16kW/g, obteniendo 12 electrones/molécula durante el proceso, es así que las pilas se basan en el uso de membranas como electrolito y catalizadores metálicos,  las membranas pueden ser de tipo ácido o básico. Las pilas son usadas como sensores implantables, electrodos de estimulación cerebral profunda o bombas implantables para el suministro regular de fármacos, como podría ser la insulina.

Por otro lado, los biosensores electroquímicos tienen bajo costo de producción con respecto a los demás tipos de biosensores. Se basan en el empleo de transductores electroquímicos, cuenta con numerosas e importantes aplicaciones para la determinación de todo tipo de analitos, desde toxinas, pesticidas, microorganismos, moléculas alergénicas. Estos biosensores electroquímicos se usan para determinar hormonas como la prolactina y de cortisol, así mismo se usa en la industria alimentaria para la realización de controles sanitarios y de calidad en los alimentos desde el momento de su captura en el medio natural hasta el proceso final de ingesta. (Pingarrón, Gómez, & Agüí, 2015)

A lo largo del tiempo, la sociedad ha demostrado preocupación por el uso excesivo de procesos químicos que emplea la industria química dado que ha generado residuos tóxicos y un elevando consumo de energía, ocasionando  un impacto negativo en la salud humana y en el medio ambiente. Por esta razón se ha buscado enfocar esos procesos químicos para mejorar la calidad de vida. La electroquímica permite la esterilización de aguas residuales, el uso de sensores electroquímicos, crear nuevos procesos de síntesis orgánica, eliminar metales pesados de efluentes mineros, entre otros.

Esta rama de la química permite el tratamiento de efluentes gaseosos a partir de diversos procesos electroquímicos capaces de eliminar contaminantes como óxidos de nitrógeno, centrales térmicas, anhídridos sulfurosos, entre otros. Así mismo, la electroquímica ayuda a eliminar los iones metálicos presentes en los vertidos provenientes de las diversas industrias.

La esterilización de aguas residuales se realiza a partir de la generación in situ de agentes como el hipoclorito y ozono, esto se usa para el tratamiento de aguas de los circuitos de refrigeración de las centrales térmicas. La electrocoagulación es  un proceso que implica diversos fenómenos químicos y físicos, se considera una de las técnicas que permite el tratamiento de estas aguas, consiste en colocar placas metálicas paralelas de aluminio o hierro mediante corriente eléctrica en el agua residual, lo cual ayuda a eliminar las partículas contaminantes presentes en el agua emulsionada, suspendida o disuelta.

Otra de las aplicaciones de la electroquímica en el medio ambiente es la técnica de desalinización que se basa en la electrodiálisis que es un proceso de membranas donde los iones son transportados mediante una membrana de intercambio usando la energía eléctrica como fuerza impulsadora, la misma permite convertir agua de mar a agua dulce, pero también se usa para eliminar todo tipo impurezas del agua contaminada o residual sin la adición de químicos, es por esta razón que se considera una buena estrategia para el tratamiento de aguas salobres.

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