Este documento trata sobre la electroquímica y procesos redox. Explica que la electroquímica estudia la conversión entre energía eléctrica y química. Describe procesos como la oxidación, reducción y pilas electroquímicas, donde una reacción redox espontánea produce electricidad. También cómo la electricidad puede usarse para causar reacciones químicas no espontáneas.

1. Química General FCA - UNER
Tema: Electroquímica
Electrolisis
Pila o celda
galvánica

2. 2
ELECTROQUÍMICA
Parte de la química que trata del uso de las
reacciones químicas para producir
electricidad y el uso de la electricidad para
producir cambios químicos.
Estudia la conversión entre la energía eléctrica y la
energía química.
Quimica General FCA - UNER

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Los procesos electroquímicos son reacciones redox
en las cuales la energía liberada por una reacción
espontánea se convierte en electricidad.
También la energía eléctrica puede aprovecharse
para provocar una reacción química no espontánea.
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Reacciones redox se caracterizan por ser
procesos de intercambio de electrones

4. 4
¿Qué significa REDOX?
REDOX
REDUCCIÓN OXIDACIÓN
e-
Reacciones redox: son aquellas en las cuales una o más
de las sustancias intervinientes modifica su estado de
oxidación.
En la mayoría de las aplicaciones, el sistema reaccionante
está contenido en una celda electroquímica.

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Cuando una sustancia pierde electrones, aumenta
la carga positiva de un átomo de la sustancia se
dice que la sustancia se ha oxidado.
La oxidación supone una pérdida de electrones.
Cuando una sustancia gana electrones, disminuye
la carga de un átomo de la sustancia, se dice que se
ha reducido.
La reducción supone una ganancia de electrones.
Concepto de oxidación-reducción
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Las sustancias con capacidad para ganar o perder electrones
pueden pasar de la una forma oxidada a una reducida o
viceversa
REACCIÓN DE OXIDACIÓN – REDUCCIÓN (REDOX)
M+ M
e-
REDUCCIÓN
OXIDACIÓN
e-
X X-
e-
REDUCCIÓN
OXIDACIÓN
e-
Forma oxidada
es la que posee menos
electrones
Forma reducida
es la que posee más
electrones
La forma reducida pierde electrones y se oxida, pasa a la forma oxidada
La forma oxidada gana electrones y se reduce, pasa a la forma reducidaQuimica General FCA - UNER

7. 7Quimica General FCA - UNER
Procesos redox espontáneos
Pilas electroquímicas

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¿QUÉ SON LAS PILAS?
Sobre la superficie de un
metal, en un “medio”, se crea
un campo eléctrico .
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
Cuanto mayor es el campo eléctrico creado,
mayor tendencia tienen los iones del metal a
abandonarlo.
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9. No se comporta igual el zinc en agua, que en
una disolución de iones Cu2+
El Zn se polariza.
Sus iones, Zn2+,
abandonan el metal.
Sobre la barra cargada
negativamente se depositan los
iones Cu2+
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Cuando la energía que se
libera en una reacción redox
espontánea se emplea para
llevar a cabo un trabajo
eléctrico:
Tenemos una pila
e-
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11. Quimica General FCA - UNER 11
Diagrama de celda
es una forma simbólica de describir los componentes de
una celda
CátodoÁnodo
Voltímetro
1,00M Cu(NO3)2(aq)1,00 M Zn(NO3)2(aq)
Flujo de electrones
Puente salino
El ánodo se escribe a la
izquierda; y el cátodo se escribe
a la derecha.
El límite entre dos fases se
representa con el símbolo |.
El límite entre las hemiceldas
(normalmente es un puente
salino) se denota con el símbolo
||.

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e-
Zn Cu
Zn2+
Zn Pierde
electrones
Se oxida
(le hace ganar al otro
electrones y le reduce el
valor de su carga)
Es el reductor
Cu2+ Gana
electrones
Se reduce
(le hace perder al otro
electrones y le aumenta el
valor de su carga)
Es el oxidante
_
+
Cu2+
+
+
e-
e-
e-
e-
electrodos
ANODO CATODO
Puente salino
(intercambio iones)
Sobre el se da la
reacción de
oxidación
Sobre el se da la
reacción de
reducción
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•Para saber en que sentido se producirá
espontáneamente un proceso redox, se mide la
diferencia de potencial entre los dos electrodos.
Potenciales de electrodo - Electrodo de referencia
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•La diferencia de potencial eléctrico, entre el
ánodo y el cátodo se mide experimentalmente con
un voltímetro, y la lectura en voltios es el voltaje
de la celda.
•A esta diferencia de potencial llamamos:
Fuerza electromotriz de una celda
Se calcula del siguiente modo: E0
pila = E0
cátodo - E0
ánodo

14. Quimica General FCA - UNER
El electrodo tomado como referencia
es el normal de hidrogeno
Arbitrariamente se asigna el valor cero a este electrodo y se puede
usar para determinar los potenciales relativos de otros electrodos.
CONSISTE EN: un alambre de
platino (Pt) conectado a una hoja de
platino cubierta de platino
finamente dividido. Está encerrado
en un tubo de vidrio de modo que
burbujea H2 (g) sobre el platino con
una presión parcial de 1 atm en
una disolución de HCl 1 M a 25°C
(condiciones estándar).

15. Quimica General FCA - UNER 15
Se arma la siguiente celda galvánica:
Zn(s) | Zn2+(1 M) || H+(1 M) | H2 (1 atm) | Pt
Experimentalmente se comprueba que el
electrodo de Zn es el ánodo y
el ENH es el cátodo.
Zn(s)  Zn2+(ac) +2e-
2H+(ac) +2e-  H2(g)
Reacción global: Zn(s) + 2H+(ac)  Zn2+(ac) + H2(g); ΔE° = 0,76V.
Como el potencial del ENH es por convención igual a cero, el potencial medido
representa el potencial de la hemicelda de Zn (s)  Zn2+ (ac) +2e-
E°Zn/Zn2+ = 0,76V
Determinación del E° de la
hemicelda de Zn
Comprobar potenciales en:
https://salvadorhurtado.wikispaces.com/file/view/e
lectroq.swf

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Y si lo relacionamos con la Termodinamica….???
La energía libre de
Gibbs mide la
espontaneidad de un
proceso
El potencial de un
sistema o de un
semisistema mide la
espontaneidad de una
reacción redox
¿La relación entre ellas?
DG= -nFE
Espontaneidad de los procesos redox, DG
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DG= -nFE
 n es el número de electrones intercambiados
F es la constante de Faraday (cantidad de
carga eléctrica de un mol de electrones) 96.500
culombios/ mol e-
Tanto n como F son valores positivos
Un valor de potencial
positivo
Valor de energía libre
negativo
PROCESO ESPONTANEO
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18. Bibliografía:
• WHITTEN – DAVIS – PECK Química General.. Editorial Mc Graw Hill.
5° edición. 1999.
• - CHANG. RAYMOND Química. Editorial Mc Graw Hill. 9° edición.
2006.
• - PETRUCCI – HAWOOD – HERRING Química General Ed. Prentice
Hall , 8Va Edición 2003
• - ATKINS.Química. Editorial Omega. 3° edición. 1998.
Sitios de internet recomendados: (disponibles: 10-11-2015)
• http://www.fisica-quimica-secundaria-bachillerato.es/animaciones-
flash-interactivas/quimica/pila_daniell.htm
• https://salvadorhurtado.wikispaces.com/file/view/electroq.swf
• http://www.ciens.ucv.ve/eqsol/Electroquimica/Libros/celdas%20galv
anicas.pdf
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