Celdas Galvánicas y Electrolíticas: Funcionamiento, Leyes de Faraday y Aplicaciones

Diferencias entre Celda Galvánica y Electrolítica

Celda Electrolítica

• Se aplica un potencial eléctrico externo y se fuerza a que ocurra una **reacción redox no espontánea**
• La reducción ocurre en el cátodo y la oxidación en el ánodo (igual que en las pilas)
• En las celdas electrolíticas el **cátodo es negativo** y el **ánodo es positivo** (al revés que en las pilas)

Celda Galvánica

• Funcionan **espontáneamente**
• Utiliza una reacción química para realizar **trabajo eléctrico**
• Funcionamiento:
  • **Puente salino o tapón poroso**: flujo de iones
  • Los electrones se mueven a través del circuito externo desde el lugar de la oxidación (**ánodo**) hacia el sitio de la reducción (**cátodo**)

Leyes de Faraday

La **primera ley de Faraday** señala que la masa de una sustancia involucrada en la reacción de cualquier electrodo es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que pasa por una solución.

La **segunda ley** señala que las masas de las diferentes sustancias producidas por el paso de la misma cantidad de electricidad son directamente proporcionales a sus equivalentes en gramos.

Aplicaciones de la Electroquímica

Hay varias aplicaciones electroquímicas importantes en el marco de la naturaleza y de la industria. La generación de energía química en la fotosíntesis es también un proceso electroquímico, así como la producción de metales como aluminio y titanio y en el proceso de galvanización con metales.

En el mecanismo de los alcoholímetros también aparece la electroquímica, donde un metal se oxida mediante electrodeposición y se detecta el nivel de alcohol de los conductores ebrios gracias a la redox del etanol.

Los impulsos nerviosos en las neuronas están basados en la energía eléctrica generada por el movimiento de los iones de sodio y potasio hacia dentro y hacia afuera de las células. Ciertas especies de animales, como las anguilas, pueden generar un fuerte potencial eléctrico capaz de incapacitar animales mucho mayores que las mismas.

Glosario

Electroquímica: es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química.

Número de Oxidación: el número de oxidación es un número entero que representa el número de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un compuesto determinado.

Agente Oxidante: un oxidante es un compuesto químico que oxida a otra sustancia en reacciones electroquímicas o redox. Es decir, que es el que gana electrones o se reduce.

Agente Reductor: un agente reductor es aquel que reduce a un agente oxidante traspasándole electrones a este último. Es aquel que cede electrones, el que se oxida.

Celda Electrolítica: es el dispositivo utilizado para la descomposición mediante corriente eléctrica de sustancias ionizadas denominadas electrolitos.

Celda Galvánica: es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio, tras de lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes.

Oxidación: es una reacción química en la que el oxígeno se combina con otro elemento para formar un óxido. También se le llama a la reacción iónica que antecede a la formación de electrones libres.

Reducción: una reacción química en la cual los electrones son ganados para reducir su valencia positiva.

Cátodo: es un electrodo en el cual se produce la reacción de reducción.

Ánodo: conductor o electrodo positivo.

Coulomb: cantidad de carga eléctrica transportada por un flujo de un amperio durante un segundo.

Amperio: medida de la intensidad de la corriente eléctrica.

Electrólisis: es un proceso para separar un compuesto en los elementos que lo conforman, usando para ello la electricidad.

Electrolito: es cualquier sustancia que contiene iones libres, los que se comportan como un medio conductor eléctrico.

Reacción de oxidoreducción: toda reacción química en la cual existe una transferencia electrónica entre los reactivos, dando lugar a un cambio en los estados de oxidación de los mismos con respecto a los productos.

Faraday: Es la carga eléctrica contenida en un mol de electrones.