Practica N° 4 - Electroquimica

PRACTICA N°4

ELECTROQUÍMICA

OBJETIVO: El alumno aplicará los conocimientos de electroquímica, para obtener un electrodepósito, con los materiales proporcionados en el laboratorio de química.

CONSIDERACIONES TEÓRICAS:

Electroquímica

La electroquímica es una rama de la química que estudia las reacciones químicas que toman lugar gracias a la interacción entre un conductor de electrones y un conductor iónico y que involucran una transferencia de electrones entre el electrodo y el electrolito.

En general, la electroquímica está ligada a situaciones donde reacciones de oxidación y reducción están separadas en el espacio o en el tiempo, conectados por un circuito eléctrico externo para la comprensión de cada proceso.

Reacciones redox

La electroquímica es la rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química. Los procesos electroquímicos son reacciones redox (oxidación- reducción) en donde la energía liberada por una reacción espontánea se convierte en electricidad o donde la energía eléctrica se aprovecha para inducir una reacción química no espontánea.

En las reacciones redox se transfieren electrones de una sustancia a otra. La reacción

entre el magnesio metálico y el ácido clorhídrico es un ejemplo de una reacción redox:

Mg0(s) + 2H+1C-1(ac) ~ MgCl2(ac) + H02(g)

Los números que aparecen encima de los símbolos de los elementos indican

sus números de oxidación. La pérdida de electrones durante la oxidación de un elemento se distingue por un aumento en su número de oxidación. La reducción de un elemento implica disminución en su número de oxidación debida a la ganancia de electrones. En la reacción anterior, el Mg metálico se oxida y los iones H+ se reducen; los iones Cl- son espectadores.

Celda electroquímica

Una celda electroquímica es un dispositivo experimental para generar electricidad mediante una reacción redox espontánea. (Esta celda también se conoce como celda galvánica o voltaica, en honor de los científicos Luigi Galvani y Alessandro Volta, quienes fabricaron las primeras celdas de este tipo.)

Existen dos tipos de celdas electroquímicas: las voltaicas, donde se obtiene energía eléctrica a partir de una reacción espontánea, y las electrolíticas, donde ocurre lo contrario; una corriente eléctrica es la que provoca una reacción química.

Ejemplo de celda electrolítica.

Ánodo de Sacrificio

Un ánodo de sacrificio o de castigo es un ánodo metálico usado para la protección catódica, con la cual se pretende resguardar a otros componentes metálicos de la oxidación. El metal más activo se oxida más fácilmente que el metal protegido, y por lo tanto se corroe primero; generalmente debe oxidarse casi completamente antes de que el metal menos activo comience a corroerse, actuando de esa forma como una barrera de protección.

Esto se lleva a cabo cuando el ánodo le cede electrones al metal protegido, el cual entonces se convierte en el cátodo. El cátodo entonces está protegido de la corrosión, porque en su superficie ocurren reacciones de reducción, no de oxidación. Para que éste método de protección contra la corrosión funcione, deben existir simultáneamente un camino que permita el flujo de electrones entre el ánodo y el metal que será protegido (como un cable, o contacto directo), y un canal para el flujo de iones entre el ánodo y el metal (como agua, o tierra húmeda) para formar un circuito cerrado.

Corrosión

La corrosión es definida como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. De manera más general puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, la salinidad del fluido en contacto con el metal y las propiedades de los metales en cuestión. Otros materiales no metálicos también sufren corrosión mediante otros mecanismos.

La corrosión puede ser mediante una reacción química (redox) en la que intervienen dos factores:

1. La pieza manufacturada (la concepción de la pieza: forma, tratamiento, montaje)

2. El ambiente (por ejemplo, un ambiente cerrado es menos propenso a la corrosión que un ambiente abierto)

O por medio de una reacción electroquímica

Los más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formación de pátina verde en el cobre y sus aleaciones (bronce, latón).

MATERIAL:

1 Celda de acrílico transparente

1 Ánodo de Níquel

3 Cátodos de cobre

Material poroso

1 Amperímetro de 0 a 30 amperes

1 Fuente de poder de 0 a 20 volts

2 Pares de conexiones con caimanes

1 Mechero de Bunsen, anillo y tela con asbesto

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