Pilas Eléctricas, Corrosión Y Electrolisis

2. Pilas eléctricas o celdas voltaicas

La electroquímica es una rama de la química. Surgió por el fisiólogo Luigi Galvani. Él, mediante experimentos interpreto la “electricidad animal” y explicó que las contracciones musculares tenían su origen en la electricidad producida por las fibras nerviosas. Galvani llegó a la conclusión de que las contracciones tenían su origen en la electricidad producida por las fibras nerviosas.

Algunos años después Alessandro Volta le interesaron las observaciones de Galvani y llegó a la conclusión de que las contracciones tenían su origen en la electricidad producida como resultado de unir dos metales diferentes. Para llegar a esto Alessando Volta diseño varios experimentos y un dispositivo y después lo diseño más complejo, el cual tenía la capacidad de producir una mayor cantidad de electricidad y representó uno de los inventos más importantes: la pila eléctrica o celda voltaica.

De la pila que diseño Volta, las reacciones químicas que ocurren son:

*En cada disco de zinc

Zn Zn2 + 2e-

*En cada disco de cobre

2 H2O + 2e- H2 + 2 HO-

El electrodo en el que ocurre la oxidación se llama ánodo y adquiere una carga positiva como resultado de la pérdida de electrones, mientras que el electrodo donde ocurre la reducción recibe el nombre de cátodo y adquiere una carga negativa.

Al flujo de electrones se le conoce como corriente eléctrica, cuya unidad de medida es el Ampere.

*El voltaje de una celda depende de los materiales con los que esté construida.

POTENCIALES ESTÁNDAR DE REDUCCIÓN

La semicelda de referencia se llama electrodo estándar de hidrógeno (EEH) y el potencial de semicelda que se determina se llamara potencial estándar de reducción.

Fem estándar

El voltaje de la celda también recibe el nombre de fem estándar de la celda y se calcula mediante la siguiente expresión:

E°celda = E°cátodo – E°ánodo

Dodne E°celda es la fem de la celda, E°cátodo es potencial estándar de la semicelda que contiene el cátodo y E°ánodo es potencial estándar de la semicelda que contiene el ánodo.

Potenciales estándar de reducción de semicelda y reacciones redox

Son útiles para predecir reacciones químicas y hacer estimaciones cualitativas del comportamiento químico de sustancias. Para determinar las estimaciones, lo primero es recordar que los potenciales estándar de reducción se asocian a procesos de reducción en los que un agente oxidante gana electrones para producir un agente reductor.

Por cada proceso de reducción representado, se tiene un par oxidante/reductor llamado par redox.

Ejercicio de comprensión

Actividad: subraya la opción correcta en cada enunciado.

1.- Año en el que surgió la electroquímica:

a) 1890 b) 1670 c) 1786

2.- Personaje que inventó la pila o celda voltaica:

a) Luigi Galvani b) Thomas Phillips c) Alessandro Volta

3.- ¿Cómo se llama el electrodo en el que ocurre la oxidación?

a) Ánodo b) Cátodo c) Corriente eléctrica

4.- ¿Cómo se llama el electrodo en el que ocurre la reducción?

a) Ánodo b) Cátodo c) Corriente eléctrica

5.- Flujo de electrones que se presenta al cerrar el circuito eléctrico de una pila.

a) Ánodo b) Cátodo c) Corriente eléctrica

6.- Elementos básicos de construcción de una celda voltaica o pila:

a) Electrodos y metales b) Electrodos y medios salinos c) Electrodos, sales y metales

7.- ¿Cómo se le conoce a la combinación electrodo/medio?

a) Celda voltaica b) Semicelda c) Celda de Daniell

8.- Así se le llama a la semicelda de referencia:

a) EEH b) IHH c) EHE

9.- Parametro para calular el voltaje de la celda.

a) E° b) Amperes c) Fem

10.- Nombre que se le da al par oxidante/reductor.

a) Par Redox b) Oxido-reducción c) Especies Redox

3. Corrosión

Es el desgaste de las piezas metálicas como resultado de una reacción de óxido-reducción. Al ocurrir la corrosión de un metal, los electrones que el metal pierde, se mueven hacia una región en la cual los electrones son consumidos y favorecen al proceso de reducción del O2 del aire H2O.

Cuando en la corrosión existe agua con un alto contenido de sales disueltas, como en el caso del mar, el proceso de corrosión se acelera debido a la presencia de iones en el agua que favorecen la conductividad eléctrica.

CORROSIÓN DE PIEZAS METÁLICAS DE HIERRO

Es uno de los problemas más importantes de la economía, y para evitar esto se han desarrollado métodos de conservación de metal. Uno de los más utilizados consiste en recubrir las superficies metálicas con pintura. Otra solución es proteger la pieza metálica con otro recubrimiento metálico, por ejemplo el estaño.

A las estrategias para evitar la corrosión se le conoce como protección catódica y funciona como ánodo. La protección catódica también recibe el nombre de “uso de un ánodo de sacrificio”. Esta protección es común que también se utilice para evitar el desgaste de piezas metálicas sin necesidad de recubrirlas en su totalidad y así logra su conservación de su superficie.

...