La electroquímica es un área de la química que se dedica
fundamentalmente al estudio de las reacciones químicas que originan o producen
una corriente eléctrica o que son llevadas a cabo por el paso de una corriente eléctrica.
Las pilas y baterías son un ejemplo bastante cercano, en el que, los
componentes químicos de estas producen una corriente eléctrica que se utiliza
para efectuar un trabajo. Si a estas pilas, se les aplica una cierta cantidad
de corriente eléctrica, entonces se produce la reacción química inversa,
recargando dicha pila.
La electroquímica, abarca también, la cuantificación de las
conductividades eléctricas de distintas sustancias, particularmente de
soluciones de electrolitos fuertes y débiles, metales y sales fundidas.
El área de investigación de la electroquímica es importante
para la sociedad porque permite constantemente un perfeccionamiento y/o creación
de nuevas fuentes o sistemas productores de energías.
Dentro de nuestro estudio inicial, contemplamos y
comprendimos a las reacciones de óxido – reducción y definimos a estas
reacciones de la siguiente forma:
Cuando un compuesto, elemento o sustancia se oxida entonces,
es posible apreciar un aumento en el estado de oxidación de la especie que se
oxida debido a una pérdida de electrones; cuando un compuesto, elemento o
sustancia se reduce entonces, es posible apreciar una reducción en el estado de
oxidación de la especie que se reduce debido a una ganancia de electrones. También,
era posible señalar que un compuesto que se oxida siempre será un agente
reductor y que un compuesto que se reduce siempre será un agente oxidante.
En electroquímica,
estos flujos de electrones entre sustancias que se oxidan y reducen se pueden
aprovechar como corriente eléctrica para efectuar un trabajo.
Pilas Electroquímicas
Una de las pilas que fue objeto de nuestro estudio fue la
pila de Daniell, la que estaba construida por dos contenedores A y B. En el
contenedor A había una solución de sulfato de zinc y sumergida en esa solución
una barra de zinc metálico (ánodo). En el contenedor B, una solución de sulfato
de cobre y sumergida en ella una barra de cobre (cátodo). Las dos sustancias
son electrolitos y por lo tanto disocian en solución formando iones. Ambos
contenedores se unían mediante un puente salino que permitía que la pila no se
polarizara por acumulación de cargas positivas en el contenedor A y de
negativas en el contenedor B. Finalmente, los electrodos de zinc y cobre se unían
por medio de un cable conductor que podía, eventualmente, alimentar a alguna
resistencia.
En forma espontánea el electrodo de zinc metálico comienza a
oxidarse cediendo electrones que viajan por el cable conductor, efectúa un
trabajo en la resistencia y llega al electrodo de cobre metálico donde ocurre
la reducción de los iones cobre en solución.
Cuando el electrodo de zinc metálico se oxida y envía
electrones por el cable conductor, el átomo de zinc deja de estar en estado sólido
para pasar al estado acuoso como ion zinc y cuando en el electrodo de cobre
llegan los electrones (provenientes del electrodo de zinc) entonces, los iones
de cobre disueltos en solución se reducen a cobre metálico.
El resultado a largo plazo es el adelgazamiento del
electrodo de zinc y el engrosamiento del electrodo de cobre. Esta reacción
durará hasta que uno de los reactivos se agote: el electrodo de zinc metálico o
los iones cobre disueltos. En ese momento la reacción se detiene y la pila
resulta “descargada”.
El Profesor
El Profesor
