Celdas electroquímicas y sus aplicaciones

¿Qué es una celda electroquímica y como se clasifican?

Son dispositivos en donde se producen reacciones de oxido-reducción, que pueden generar o utilizar energía eléctrica. Se clasifican en celdas galvánicas y celdas electrolíticas.

¿Qué son las celdas galvánicas o voltaicas?

Son dispositivos en donde se lleva a cabo una reacción de oxido-reducción espontánea para producir energía eléctrica, es decir, se transforma la energía química en energía eléctrica. Desde el punto de vista termodinámico, el sistema realiza trabajo sobre el entorno.

Explique el funcionamiento de una celda galvánica

Está formada por 2 compartimientos, llamados semiceldas. En uno de ellos se produce la oxidación (anodo negativo que es “Zn”) y en el otro la reducción (catodo positivo que es el “Cu”). Cada semicelda contiene una solución iónica de Zn(NO3)2 y Cu(NO3)2 donde se introducen un electrodo. Las semiceldas están conectadas por un circuito externo que conduce los electrones generados por la oxidación y por un puente salino que cierra el circuito eléctrico.

Oxidación Anódica: Zn(s) = Zn+2(aq) + 2e-

Reducción Catódica: Cu+2 + e- = Cu(s)

Defina electro y semicelda

Electrodo es una barrera de carbono o de metal que se puede introducir gas, solución o sólido iónico fundido y que es capaz de conducir una corriente eléctrica.

Semicelda corresponde a la mitad de una celda electroquímica, donde ocurre una semirreacción.

¿Cuál es la función del puente salino?

• Permite contacto eléctrico entre las dos soluciones
• Evita la mezcla entre las soluciones
• Mantiene la neutralidad eléctrica en cada semicelda

¿Qué es el potencial de celda?

Es una diferencia de voltaje o potencial eléctrico entre dos electrodos de la celda, lo que permite el flujo espontáneo de electrones, del electrodo negativo (anodo) al electrodo positivo (catodo).

Explique como esta formada y como funciona

Una pila seca (linternas, radio) está formada por una barra de carbón que se ubica en el centro y cumple la función de catodo. Está rodeada por una pasta húmeda de MoO2, NH4Cl, ZnCl2 y grafito pulverizado. El anodo está constituido por una lata de Zn en contacto con la pasta señalada y tiene dos terminales. Cuando una carga se conecta a los terminales de la pila se produce una reacción química y los electrones fluyen.

Pila alcalina se diferencia de la pila seca por que la pasta interior está formada por KOH y MnO2, es de 1,5V y dura mucho más tiempo que la pila seca.

Pila de litio tiene diferentes diseños, tiene una potencia de 3V, se usa en relojes, calculadoras, cámaras fotográficas. Están compuestas por un electrodo de grafito y otro de óxido de litio cobalto.

Anodo: Li = Li+ + e- Catodo: MnO2 + Li+ + e-

Acumulada de plomo: una batería o acumulador de plomo y ácido de 12V para automóvil, se compone de 6 celdas voltaicas en serie, cada una produce 2V. El catodo de cada celda es de PbO2 envuelto en una rejilla metálica. El anodo de cada celda de plomo. Ambos electrodos están inmersos en ácidos sulfúrico. La ventaja de la batería de plomo es que se puede recargar. Durante la recarga se utiliza una fuente externa para regenerar Pb y PbO.

¿Qué es una celda electrolítica?

Un dispositivo que requiere una fuente externa de energía eléctrica para que se produzca una reacción oxido. Reducción no espontánea. Se realiza trabajo sobre el sistema.

En la electrolisis: El anodo(+) se produce oxidación. En el catodo(-) se produce reducción.

Explique electrorrefinación del cobre:

Proceso tecnológico subdividido en 2 etapas, electrolisis y cosecha de catodos.

El proceso se realiza en una celda electrolítica, similar a una piscina, donde se colocan en forma alternada 30 anodos y 31 catodos. La electrolisis consiste en hacer pasar una corriente eléctrica por una solución de H2SO4 y agua. El ion sulfato de la solución comienza a atacar al anodo de cobre, formando una solución de sulfato de cobre. Al aplicar una corriente eléctrica, los componentes de la solución se cargan eléctricamente. El ion cobre migra al catodo y se deposita en él. El ion sulfato al anodo y vuelve a formar sulfato de cobre que va a la solución, iniciando nuevamente la reacción.

Descriva prop. Del cobre

Resistencia a las inclemencias del tiempo, y a la corrosión, conserva sus carácter originales con el paso del tiempo, y los efectos del medio ambiente. Es un excelente conductor de electricidad y capacidad de transmisión de voz.