“ACUMULADOR”

“ACUMULADOR”

El acumulador es un dispositivo capaz de transformar energía potencial química en energía eléctrica. Se compone esencialmente de dos electrodos sumergidos en un electrolito donde se producen las reacciones químicas debidas a la carga y la descarga.

Erróneamente se suele hablar de «pilas recargables», cuando este concepto está equivocado. Las pilas pueden ser salinas o alcalinas y no son recargables. Las baterías son aquellos acumuladores que se pueden recargar (aunque tengan forma de pilas).

El sentido de la utilización de las baterías está en la adaptación de los diferentes ritmos de producción y demanda de energía eléctrica, almacenando energía en los momentos en los que la producción es mayor que la demanda y cediendo energía en los momentos en que ocurre la situación contraria.

Esencialmente, una batería es un recipiente de químicos que transmite electrones. Es una maquina electro-química, o sea, una máquina que crea electricidad a través de reacciones químicas.

“Diferencia celda voltaica a una electrolítica”

“Diferencia celda voltaica a una electrolítica”

CELDA VOLTAICA

Una celda voltaica aprovecha la electricidad de la reacción química espontánea para encender una lamparita, es decir, convierte energía potencial química en energía eléctrica. O SEA, PRODUCE ENERGÍA ELÉCTRICA.

Una celda voltaica es un dispositivo para producir energía eléctrica a partir de una reacción redox. La principal característica de la celda voltaica es la pared porosa que separa las dos soluciones evitando que se mezclen. La pared es porosa para que los iones la atraviesen.

CELDA ELECTROLITICA

Es una celda que consume energía eléctrica.

Una celda es capaz de comportarse como una pila galvánica. Cuando los dos electrodos son conectados por un hilo, es producida energía eléctrica, y tiene lugar un flujo espontáneo de electrones desde el electrodo del cinc al electrodo del cobre. La misma celda también puede ser manejada como una celda electrolítica. Para esto sería necesario introducir en el circuito externo una batería que forzara a los electrones a fluir en la dirección opuesta a través de la celda. Bajo estas circunstancias, el cinc se depositaría y el cobre se disolvería; estos procesos consumirían energía de la batería.

“Celda electrolítica”

“Celda electrolítica”

Se denomina celda electrolítica al dispositivo utilizado para la descomposición mediante corriente eléctrica de sustancias ionizadas denominadas electrolitos.

Los electrolitos pueden ser ácidos, bases o sales.

Al proceso de disociación o descomposición realizado en la célula electrolítica se le llama electrólisis.

En la electrólisis se pueden distinguir tres fases:

Ionización - Es una fase previa antes de la aplicación de la corriente y para efectuar la sustancia a descomponer ha de estar ionizada, lo que se consigue disolviéndola o fundiéndola.

Orientación - En esta fase, una vez aplicada la corriente los iones se dirigen, según su carga eléctrica, hacia los polos (+) ó (-) correspondiente

Descarga - Los iones negativos o aniones ceden electrones al ánodo (-) y los iones positivos o cationes toman electrones del cátodo (+).

Para que los iones tengan bastante movilidad, la electrólisis se suele llevar a cabo en disolución o en sales. Salvo en casos como la síntesis directa del hipoclorito sódico los electrodos se separan por un diafragma para evitar la reacción de los productos formados.

“Galvanoplastia”

“Galvanoplastia”

Etimológicamente la palabra galvanoplastia deriva de galvano proceso eléctrico, en honor a Galvani, y -plastia del adjetivo griego πλαστός (plastós): formado, modelado, es decir dar forma mediante la electricidad.

La galvanoplastia es la aplicación tecnológica de la deposición mediante electricidad, o electrodeposición. El proceso se basa en el traslado de iones metálicos desde un ánodo a un cátodo, donde se depositan, en un medio líquido acuoso, compuesto fundamentalmente por sales metálicas y ligeramente acidulado.

Galvanoplastia de un metal con cobreen un baño de sulfato de cobre.

“Electrolisis”

“Electrolisis”

La electrólisis1 es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad. En ella ocurre la captura de electrones por los cationes en el cátodo (una reducción) y la liberación de electrones por los aniones en el ánodo (una oxidación).

Se aplica una corriente eléctrica continua mediante un par de electrodos conectados a una fuente de alimentaciones eléctricas y sumergidas en la disolución. El electrodo conectado al polo positivo se conoce como ánodo, y el conectado al negativo como cátodo.

Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. Así, los iones negativos, o aniones, son atraídos y se desplazan hacia el ánodo (electrodo positivo), mientras que los iones positivos, o cationes, son atraídos y se desplazan hacia el cátodo (electrodo negativo).

La manera más fácil de recordar toda esta terminología es fijándose en la raíz griega de las palabras. Odos significa camino. Electrodo es el camino por el que van los electrones. Catha significa hacia abajo (catacumba, catástrofe). Cátodo es el camino por donde caen los electrones. Anas significan hacia arriba. Ánodo es el camino por el que ascienden los electrones. Ion significa caminante. Anión se dirige al ánodo y catión se dirige al cátodo. La nomenclatura se utiliza también en pilas. Una forma fácil también de recordar la terminología es teniendo en cuenta la primer letra de cada electrodo y asociarla al proceso que en él ocurre; es decir: en el ánodo se produce la oxidación (las dos palabras empiezan con vocales) y en el cátodo la reducción (las dos palabras comienzan con consonantes).

La energía necesaria para separar a los iones e incrementar su concentración en los electrodos es aportada por la fuente de alimentación eléctrica.

En los electrodos se produce una transferencia de electrones entre estos y los iones, produciéndose nuevas sustancias. Los iones negativos o aniones ceden electrones al ánodo (+) y los iones positivos o cationes toman electrones del cátodo (-).

En definitiva lo que ocurre es una reacción de oxidación-reducción, donde la fuente de alimentación eléctrica se encarga de aportar la energía necesaria.

“Desplazamiento De Iones Través De Una Solución”

“Desplazamiento De Iones Través De Una Solución”

Una membrana separa dos soluciones acuosas en dos compartimentos A y B. El ión X+ se encuentra más concentrado del lado A que del B. Si no hay una diferencia de potencial entre ambos lados de la membrana, X+ tenderá a ir de A a B lo mismo que si se tratara de una partícula no cargada. Si se aumenta la concentración del ión X+ en el lado A, los iones tenderán a emigrar hacia B llevándose consigo su carga eléctrica creando una diferencia de potencial. Se alcanza el equlibrio electroquímico cuando la carga + del compatimento B aumenta de tal modo que repele más iones positivos.

Faraday designó ánodo al electrodo positivo y cátodo al negativo por donde se hacía pasar la corriente eléctrica. Al cerrar el circuito, los iones positivos o cationes emigran al electrodo negativo o cátodo y los iones negativos o aniones al electrodo positivo o ánodo. En la disolución hay un movimiento de iones.

“Serie Electromotriz Y La Reacción De Redox”

Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la  energía proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica

Cuando metales distintos están separados por un electrolito o una capa delgada de un gas, capaces de actuar sobre ellos, se establece entre dichos metales una diferencia de potencial. Los diversos metales pueden ordenarse en una serie, en la cual cada uno de ellos sea más electropositivo que los que le siguen.

 EMPLEO DE LA SERIE ELECTROMOTRIZ

    Esta serie puede utilizarse en muchas  formas.

1. Determinación de la espontaneidad de las reacciones redox.

2. Completar y balancear las ecuaciones de reacción de sustitución sencilla

y clasificar el tipo de reacción. 

3. Cálculo de potenciales que se pueden obtener por la combinación adecuada de dos semireacciones.

Al explicar la fuerza electromotriz (FEM), se debe saber que:

Para poder suministrar corriente eléctrica, es necesaria la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos que sea capaz de bombear o impulsar las cargas eléctricas a través de un circuito cerrado.

 Una diferencia de potencia se puede usar para suministrar energía, y con ello sostener una corriente, en un circuito externo se llama fuerza electromotriz, (FEM) término acuñado por Volta  aunque se trata de una palabra equivocada, ya que no es una fuerza. 

 Prácticamente, la FEM es el voltaje medio entre las terminales de la fuente cuando No se toma corriente de ella ni se le entrega corriente. Es decir, la FEM es una acción no electrostática sobre las cargas en los conductores que da lugar a una separación de las cargas y que las hace permanecer separadas, siendo una magnitud que cuantifica una transferencia de energía ( de la pila a las cargas del circuito) asociada a un campo no conservativo y se mide en voltios.

Como fuente de fuerza electromotriz se entiende cualquier dispositivo capaz de suministrar energía eléctrica dinámica, ya sea utilizando medios químicos, como las baterías, o electromecánicos, como ocurre con los generadores de corriente eléctrica

El Potencial Estándard de Reducción es la espontaneidad, o la tendencia a que sucedan reacciones redox entre dos especies químicas. Una reacción redox se puede suponer que es la suma de dos semirreacciones.  La celda voltaica al funcionar genera cierto voltaje. Su valor se determina al restar el potencial del ánodo del potencial del cátodo.  Así, el potencial de la pila (Eº) estará dado por la diferencia de los dos potenciales de electrodo:

Eº pila =  Eº reducción - Eº oxidación  o lo que es lo mismo.

FEM = Eº Celda = Eº cátodo - Eº ánodo

Es necesario aclarar que el “potencial de electrodo” es la carga electrostática que tiene un electrodo, y el “potencial de reducción” es la carga electrostática que tiene un electrodo asociado a una reacción de reducción. Se que produce por la reacción de la celda que no está en equilibrio.

“Pila Eléctrica Automotriz”

La batería es un acumulador y proporciona la energía eléctrica para el motor de arranque de un motor de combustión, como por ejemplo de un automóvil, de un alternador del motor o de la turbina de gas de un avión. Las baterías que se usan como fuente de energía para la tracción de un vehículo eléctrico se les denomina baterías de tracción. Los vehículos híbridos pueden utilizar cualquiera de los dos tipos de baterías.

1. Determinación de la espontaneidad de las reacciones redox.

2. Completar y balancear las ecuaciones de reacción de sustitución sencilla

y clasificar el tipo de reacción.

3. Cálculo de potenciales que se pueden obtener por la combinación adecuada de dos semireacciones.

Al explicar la fuerza electromotriz (FEM), se debe saber que:

Para poder suministrar corriente eléctrica, es necesaria la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos que sea capaz de bombear o  impulsar las cargas eléctricas a través de un circuito cerrado.

“Potencial Eléctrico”

El potencial eléctrico o potencial electrostático en un punto, es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva q desde dicho punto hasta el punto de referencia,¹ dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga positiva unitaria q desde el punto de referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica a velocidad constante. Matemáticamente se expresa por:

Considérese una carga puntual de prueba positiva, la cual se puede utilizar para hacer el mapa de un campo eléctrico. Para tal carga de prueba localizada a una distancia r de una carga q, la energía potencial electrostática mutua es:
De manera equivalente, el potencial eléctrico es 

Potencial de electrodo

“Potencial de electrodo”

El potencial de electrodo, o potencial reducción de electrodo de un elemento, se representa como Eº, es la diferencia existente entre el potencial que tiene una celda, formada por un electrodo, y un electrodo conocido como, estándar de hidrógeno, cuando la actividad llevada acabo por los iones que participan en el proceso, es de 1 mol/L, a una presión de una atmosfera, y con una temperatura de 25ºC ( 298ºK). 

“ELECTRODO DE REFERENCIAS”

                      “ELECTRODO DE REFERENCIAS”

El electrodo de referencia es un electrodo que tiene un potencial de equilibrio estable y conocido. Es utilizado para medir el potencial contra otros electrodos en una celda electroquímica.

Como electrodos de referencia se utilizan los siguientes:

1) Electrodo de calomelanos. Este electrodo está formado por mercurio cubierto por una capa de cloruro insoluble (calomelanos), Hg₂Cl₂ en equilibrio con una disolución de cloruro potásico, KCl, que puede ser 0.1 N, 1 N o saturada. El contacto eléctrico con el mercurio se realiza por medio de un hilo de platino. Un esquema de este electrodo se presenta en la figura 7(a).

La reacción del electrodo de calomelanos es: 

Hg₂Cl₂ + 2e^-  2 Hg +2 Cl^-. 

Así pues, si el electrodo actúa como ánodo (-) la reacción es hacia la izquierda,

 ----> (oxidación); si el electrodo actúa como cátodo (+), la reacción es hacia la derecha, ---->(reducción).

2) Electrodo de plata/cloruro de plata (Ag/AgCl). Está formado por un hilo de Ag sobre el cual se deposita AgCl, generalmente por vía electroquímica, en una solución de NaCl o KCl, en la cual el hilo de Ag actúa como ánodo, como se muestra en la figura 7(b). 

La reacción electródica es la siguiente:

AgCl + e-Ag + Cl-,

y su potencial de equilibrio a 25°C es:

E = 0.2224 - 0.059 log [Cl-].

En agua de mar, el valor del potencial es aproximadamente de + 0.25 V respecto al electrodo normal de hidrógeno (ENH) a 25°C. El potencial del electrodo depende muy especialmente de la salinidad de la solución en la cual el electrodo está sumergido.

3) Electrodo de zinc (Zn). Está constituido por un bloque de Zn de alta pureza; generalmente se utiliza una aleación de Zn como la empleada para los ánodos galvánicos de Zn de composición como la especificada por la norma militar americana: MIL-A-18001 H (véase el cuadro 4).