Química

Química. Química inorgánica. Ecuaciones redox. Electrolisis. Pila electroquímica. Pila galvánica. Pila voltaica. Electrodos. Ecuación de Nerst. Corrosión

  • Enviado por: Victorio
  • Idioma: castellano
  • País: Argentina Argentina
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Ecuaciones Redox

En una ecuación de reducción-oxidación, el elemento que gana electrones se reduce y se denomina agente oxidante, mientras que el elemento que cede los electrones, se oxida y se denomina agente redactor.

Método de Ion electrón

Cuando se tiene una ecuación redox, para balancearla se deben seguir una serie de pasos:

  • Se halla el elemento que se reduce y el que se oxida

  • Se balancea la parte de masa

  • Se balancea eléctricamente cada elemento

  • Se suman estequeometricamente pero con múltiplos de modo que se eliminen los electrones libres

  • Ejemplo:

    'Química'

    Electrolisis

    En una electrolisis, en el ánodo ocurre la oxidación y es el borne positivo. Por otro lado, en el cátodo, es decir, el borne negativo de la electrolisis, ocurre la reducción.

    Puede ocurrir cualquiera de las 6 combinaciones iónicas siguientes:

    Catión

    Anión

    Metálico del G1,G2 o Aluminio: No se puede reducir el catión, se reduce el hidrogeno del agua:

    'Química'

    Con el elemento en el máximo numero de oxidación 'Química'
    . No se puede oxidar mas, por lo que se oxida el agua: 'Química'

    Otro metálico:

    'Química'

    Haluros y sulfuros:

    'Química'

    Ácidos

    'Química'

    Bases

    'Química'

    Equivalente redox:

    'Química'

    El equivalente redox es la masa que se deposita o reacciona cuando pasa 1Faraday (96500 C)

    Equivalente electroquímico 'Química'
    : masa que se deposita, desprende o reacciona por el pasaje de 1 C

    1 Ley de Faraday:

    La masa depositada, desprendida o reaccionante en una electrolisis es directamente proporcional a la cantidad de carga que circula 'Química'

    2 Ley de Faraday:

    La reacción entre las masas depositadas en cubas electrolíticas por las que circula la misma corriente es la misma que existe entre los eq-redox 'Química'

    'Química'

    Pila

    Una pila electroquímica, galvánica o voltaica es un dispositivo que genera corriente eléctrica aprovechando reacciones de oxido-reducción

    Una pila esta constituida por 2 semipilas, donde se producen las reacciones parciales de oxidación y reducción. Cada semipila esta constituida por un conductor electrolítico (solución donde circulan iones) y uno electrónica (donde se produce la circulación de electrones.

    El conductor puede participar en la reacción oxidándose o bien ser inerte, actuando solamente como soporte de electrones. Las semipilas deben estar unidas electrolíticamente a través de un puente salino o un tabique poroso lo que permite que los iones se desplacen sin que las soluciones se pongan en contacto en forma directa.

    El polo negativo es el ánodo y es donde ocurre la oxidación, mientras que el polo positivo es el cátodo y es donde ocurre la reducción.

    Notación:

    Se coloca a la izquierda el negativo y a la derecha el positivo, separados por una barra o línea punteada (con puente salino o no)

    Ejemplo:'Química'

    Cada electrodo esta formado por un conductor electrónico y otro electrolítico. Entre los contactos se genera una diferencia de potencial eléctrica que se denomina potencial de electrodo. Dicho potencial depende de los componentes del electrodo, de la concentración de iones y de la temperatura. Para que una pila pueda producir corriente los electrodos que la constituyen deben tener diferentes potenciales de electrodo.

    Si se pone en contacto un metal con una solución del mismo metal, pero ionizado, es decir, Men+ puede ocurrir:

    • El metal se oxida y pasa a la solución en forma iónica, quedando “n” electrones liberados que a su vez atraen a los iones de la solución y se establece una doble capa eléctrica

    • El Ion metálico se reduce y se deposita sobre el metal.

    Este equilibrio esta caracterizado por una diferencia de potencial eléctrico entre la fase sólida y liquida que se denomina potencial de electrodo. Su valor absoluto no puede ser medido, solo puede determinarse experimentalmente diferenciales de potenciales de electrodo. La diferencia de potencial entre los electrodos de una pila se denomina fuerza electromotriz (Fem.)

    Electrodos Reversibles

  • Un metal o un no metal en contacto con sus respectivos iones

  • Platino u oro en contacto con iones hierro o de magnesio

  • Metales en contacto con soluciones poco solubles del mismo y una solución de un Ion no metal.

  • La Fem. representa la fuerza impulsora de la reacción química. Si la reacción se realiza de manera espontánea, el 'Química'
    . Si la reacción va en sentido contrario, 'Química'
    y no es espontánea. Para determina las Eo estándar de una semipila es necesario una media celda patrón: la del hidrogeno.

    'Química'

  • Al electrodo normal de hidrogeno se le asigna el Eo=0V

  • 'Química'

  • A las reacciones que se producen con mas facilidad que la del hidrogeno son positivos, y las de menos facilidad negativas.

  • El valor del potencial de la media celda es una medida cuantitativa de tendencia de la media reacción a producirse de izquierda. Si se invierte en la que escrita una media celda se invierte el signo del potencial.

  • Ecuación de Nerst

    'Química'

    Corrosión

    En el sentido más amplio, es un fenómeno natural por medio del cual los sistemas químicos expresan su tendencia hacia un estado de equilibrio estable y puede definirse en dos maneras:

    • Se habla de corrosión química cuando el fenómeno se debe a la reacción química entre el metal y el agente corrosivo (p. Ej. el oxígeno del aire) en contacto directo.

    • En cambio, se habla de corrosión electroquímica o galvánica cuando hay circulación de iones en el medio agresivo y, simultáneamente, de electrones libres en el metal agredido (reacción "a distancia"). Este tipo de corrosión es de mayor complejidad y también de mayor frecuencia y de enorme implicancia técnico-económica. Ocurre cuando el agente agresivo actúa sobre ciertas zonas (comúnmente se emplea la palabra "áreas"), de un mismo cuerpo metálico que, en cierto momento, tengan menor potencial de reducción, o sea que sean más "anódicas" respecto de otras zonas del mismo cuerpo. En tal caso, las acciones fisicoquímicas y mecánicas van acompañadas de una corriente eléctrica dentro del metal (conducción metálica) y de circulación de iones (conducción electrolítica) en el medio líquido en contacto con el metal.

    Puede desempeñar el papel de medio agresivo líquido, la delgadísima e invisible película de humedad que casi inevitablemente recubre a todo cuerpo expuesto al aire atmosférico.

    Este tipo de corrosión es también una reacción de oxidación-reducción, de tipo iónico, tal como las que ocurren en las descargas de las pilas electroquímicas (pilas galvánicas) o en las electrólisis, a distancia, es decir sin que las sustancias actuantes estén en contacto directo.

    Tipos de protección:

    Protección electroquímica:

    Catódica: puede ser con ánodo de sacrifico, con una fuente de corriente o cubiertos de metal

    Ánodo de sacrificio: se tiene enterrado un ánodo de magnesio cerca de las tuberías en donde el suelo esta humedecido. Debido a que el magnesio tiene mayor potencial de oxidación que el hierro, se corroe el magnesio y no las tuberías.

    Fuente de corriente: Se tiene un ánodo de grafito enterrado, al cual se le conecta una fuente de corriente (denominada impresa) que esta conectado a la cañería. De este modo, la cañería no se corroe

    Anódica: mediante una formación de películas protectoras

    Protección no electroquímica: recubrimiento con pinturas o por la eliminación de humedad con desecantes

    Aguas

    'Química'

    Las partículas mas finas que están en suspensión que no han sido eliminados durante la sedimentación se separan mediante la coagulación. Esta se efectúa mediante el agregado de coagulantes ('Química'
    ). La cantidad de coagulante a agregar al agua es la necesaria para formar el floculo.

    El floculo de 'Química'
    durante su formación envuelve a la mayor parte de las partículas en suspensión, a una parte de los microorganismos y absorbe el color por combinación química.

    Coagulación: es el proceso mediante el cual un floculo mediante una determinada carga superficial que neutraliza partículas coloidales en suspensión de carga superficial opuesta formando un coagulo luminoso que sedimenta lentamente