Electroquímica

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