INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICOSANTIAGO MARIOEXTENSIN PORLAMAR

ANALISIS CRITICOCAPITULO I y II

Profesor:Julin CaneiroRealizado por:Pedro Huarac C.I 84.566.392

Porlamar, Marzo 2015.

ELECTROQUMICA

Es una rama de la qumica que estudia la transformacin entre la energa elctrica y la energa qumica.[] En otras palabras, las reacciones qumicas que se dan en la interfaz de un conductor elctrico (llamado electrodo, que puede ser un metal o un semiconductor) y un conductor inico que tambin es muy importante en el mundo (el electrolito) pudiendo ser una disolucin y en algunos casos especiales, un slido.[]Si una reaccin qumica es provocada por una diferencia de potencial aplicada externamente, se hace referencia a una electrlisis. En cambio, si la diferencia de potencial elctrico es creada como consecuencia de la reaccin qumica, se conoce como un "acumulador de energa elctrica", tambin llamado batera, celda galvnica o electricity.

En general, la electroqumica se encarga de estudiar las situaciones donde se dan reacciones de oxidacin y reduccin encontrndose separadas, fsicamente o temporalmente, se encuentran en un entorno conectado a un circuito elctrico. Esto ltimo es motivo de estudio de la qumica analtica, en una subdisciplina conocida como anlisis potenciomtrico.

TIPOS DE ELECTROQUMICALa electroqumica estudia los cambios qumicos que producen una corriente elctrica y la generacin de electricidad mediante reacciones qumicas. Es por ello, que el campo de la electroqumica ha sido dividido en dos grandes secciones:La primera de ellas es la Electrlisis, la cual se refiere a las reacciones qumicas que se producen por accin de una corriente elctrica, La otra seccin se refiere a aquellas reacciones qumicas que generan una corriente elctrica, ste proceso se lleva a cabo en una celda o pila galvnica.Celdas ElectrolticasSon aquellas en las cuales la energa elctrica que procede de una fuente externa provoca reacciones qumicas no espontneas generando un proceso denominado electrlisis. Las celdas electrolticas constan de un recipiente para el material de reaccin, dos electrodos sumergidos dentro de dicho material y conectados a una fuente de corriente directa.

Celdas Voltaicas o GalvnicasSon celdas electroqumicas en las cuales las reacciones espontneas de xido-reduccin producen energa elctrica. Las dos mitades de la reaccin de xido reduccin, se encuentran separadas, por lo que la transferencia de electrones debe efectuarse a travs de un circuito externo.

En todas las reacciones electroqumicas hay transferencia de electrones y por tanto, son reacciones de xido reduccin (redox).soluciones electrolticas.

LEYES DE FARADAYPrimera Ley de Faraday: La masa de un producto obtenido o de reactivo consumido durante la reaccin en un electrodo, es proporcional a la cantidad de carga (corriente x tiempo) que ha pasado a travs del circuito.Esta primera ley, permite calcular, la cantidad de electricidad (en coulambios o faraday) para depositar un equivalente gramo de una sustancia. La unidad elctrica que se emplea en fsica es el coulomb (C). Un coulomb se define como la cantidad de carga que atraviesa un punto determinado cuando se hace pasar un ampere (A) de corriente durante un segundo.Intensidad (A) = Coulombios = Amperios x segundosEjemplo: Calcular el equivalente electroqumico del in frrico (Fe+++)El equivalente qumico:El equivalente Electroqumico es la masa transportada por un Coulomb:

Segunda Ley de Faraday:Las masas de diferentes sustancias producidas por el paso de la misma cantidad de electricidad, son directamente proporcionales a sus equivalentes gramos.Esta ley permite calcular la masa de diferentes sustancias depositadas por la misma cantidad de electricidad.La cantidad de elemento depositado por un Faraday (96.500 c) se conoce como equivalente electroqumico.Las dos leyes de Faraday se cumplen para los electrolitos tanto fundidos como en solucin. Su validez no se altera por variaciones de temperatura, presin, naturaleza del solvente y del voltaje aplicado.Ecuacin de NernstLa ecuacin de Nernst fue formulada por el fsico-quimico alemn Walther Hernann Nernst es utilizada para hallar el potencial de reduccin en los electrodos en condiciones diferentes a los estndares.La ecuacin tiene la siguiente forma:E= E RT / nF .ln (Q)De donde E, hace referencia al potencial del electrodo.

E= potencial en condiciones estndar.R= constante de los gases.T= temperatura absoluta (en grados Kelvin).n= nmero de moles que tienen participacin en la reaccin.F= constante de Faraday (con un valor de 96500 C/mol, aprox.)Q= cociente de reaccin.

De ste modo, para la reaccin aA + bB cC + dD, Q adopta la expresin:

En este caso [C] y [D], hacen referencia a las presiones parciales, tambin conocidas como concentraciones molares si se trata de gases o iones en disolucin, para los productos de la reaccin, en cambio [A] y [B], son tambin las presiones parciales pero para el caso de los reactivos. Siendo los exponentes, la cantidad de moles que conforma cada sustancia que se encuentra participando en la reaccin (conocidos como coeficientes estequiomtricos), y a las sustancias que se encuentran en estado slido se les da una concentracin unitaria, por lo cual no aparecen en Q.Los potenciales que tienen las clulas electroqumicas se relacionan con las actividades de los reactivos y productos, stos se encuentran relacionados a su vez con las concentraciones molares.

LA PASIVIDADEs la formacin de una pelcula relativamente inerte sobre la superficie de un material (frecuentemente un metal), que lo enmascara en contra de la accin de agentes externos. Aunque la reaccin entre el metal y el agente externo sea termodinmicamente factible a nivel macroscpico, la capa o pelcula pasivante no permite que estos puedan interactuar, de tal manera que la reaccin qumica o electroqumica se ve reducida o completamente impedida.POLARIZACIN En teora es el terminal negativo que tiene una celda voltaica, que tiende a disolverse en el electrolito y es el que generalmente termina proporcionando la mayor parte de la energa, al consumirse est. Una de las causas por los que se produce la polarizacin es:La produccin de hidrgeno gas en el ctodo a partir de H+, que termina por formar una capa gaseosa muy elevada y de resistencia hmica. Para evitar esto, se utilizan sustancias slidas o gaseosas, hasta el mismo aire es y puede ser utilizado, ya que este usa el hidrgeno y vuelve a formar molculas de agua, manteniendo as despejado el electrodo.

Polarizacin por concentracin.La polarizacin por concentracin se asocia con las reacciones electroqumicas que son controladas por la difusin de iones en el electrolito. Este tipo de polarizacin se ilustra considerando la difusin de los iones hidrgeno hasta la superficie del metal para formar hidrgeno gas en la reaccin catdica 2H+ + 2e- H2.En la polarizacin por concentracin cualquier cambio en el sistema que haga aumentar la velocidad de difusin de los iones en el electrolito har disminuir los efectos de la polarizacin por concentracin y har que aumente la velocidad de corrosin.

Polarizacin por activacin.La polarizacin por activacin se refiere a reacciones electroqumicas que estn controladas por una etapa lenta dentro de la secuencia de etapas de reaccin en la interfase electrolito metal. Es decir, existe una energa de activacin crtica necesaria para remontar la barrera de energa asociada con la etapa ms lenta. Este tipo de energa de activacin queda ejemplificada considerando la reduccin del hidrgeno catdico en la superficie de un metal 2H+ + 2e- H2, lo que se conoce como polarizacin por sobretensin de hidrgeno. La reaccin citada puede ser rpida, pero hasta la formacin de la molcula de H2 a partir de H atmico debe suceder la absorcin por el electrodo y posteriormente originarse la formacin de la molcula.

RECOMENDACIONES DE LA ELECTROQUMICALa Electroqumica como ciencia que se encarga de estudiar la transformacin dela energa elctrica en energa qumica y viceversa, est siendo ampliamente utilizada en la actualidad debido al desarrollo tecnolgico que vivimos. Los avances en electrnica y nanotecnologa han permitido la aparicin de una instrumentacin cada vez ms sofisticada, potenciando extraordinariamente la investigacin electroqumica experimental.En la actualidad se requiere cada vez ms de tcnicas analticas y dispositivos que permitan la deteccin de diferentes sustancias que afectan la salud de las personas y la calidad de los alimentos y aguas que consume la poblacin humana.Por ejemplo, la deteccin de patgenos en la industria agroalimentaria y en el medio ambiente a los bajos niveles exigidos y con tiempos de anlisis mnimos con el fin de aplicar las medidas correctoras/sancionadoras pertinentes, requerimiento dos bioanalticos avanzados basados en el reconocimiento molecular entre un receptor especfico y el analtico. Los dispositivos analticos que se requieren deben ser capaces de detectar y en algunos casos de cuantificar patgenos aniveles trazas presentes en fluidos biolgicos, alimentos y muestras de inters ambiental, debido al efecto que los mismos pueden causar en el organismo y en nuestro medio ambiente

CORROSIN GALVANICAOcurre cuando dos metales diferentes son expuestos a una solucin electroltica o conductora. No necesariamente deben ser dos metales, un solo metal puede presentar factores que provoquen la presencia de reas andicas y catdicas en el mismo metal.

TIPOS DE CORROSIONErosin: se presenta cuando el electrolito o material corrosivo, est fluyendo, golpeando el material continuamente como consecuencia se tiene un desgaste de este.

Exfoliacin: es una corrosin subsuperficial, el material que presenta este tipo de corrosin muestra una superficie libre de ataques, pero este se hace aparente en las capas internas.

Intragranular: es un ataque localizado y adyacente a los contornos de los granos. Este ataque puede ser rpido algunas veces da como resultado la desintegracin de la aleacin con fallas catastrficas.

Picaduras: es la formacin de hoyos en una superficie relativamente libre de ataque. Es un proceso lento pero puede ser causa de fallas inesperadas.

CARACTERSTICAS DE LA CORROSION Las caractersticas fundamentales del fenmeno de la corrosin, es que slo ocurre en presencia de un electrlito, ocasionando regiones plenamente identificadas, llamadas estas andicas y catdicas, una reaccin de oxidacin es una reaccin andica, en la cual los electrones son liberados dirigindose a otras regiones catdicas. En la regin andica se producir la disolucin del metal (corrosin) y, consecuentemente en la regin catdica la inmunidad del metal.

RECOMENDACIONES La corrosin es un fenmeno de gran importancia ya que es la causa general de la destruccin de la mayor parte de los materiales naturales o fabricados por el hombre. Se estima que aproximadamente el 5% del producto interior bruto de un pas industrializado se ve gastado tanto en prevenir la corrosin como reparar los daos provocados por los efectos de sta.Es un problema industrial importante, pues puede causar accidentes como la ruptura de una pieza y, adems, representa un costo importante, ya que se calcula que cada pocos segundos se disuelven cinco toneladas de acero en el mundo.

Adems que el 25% de la produccin mundial anual del acero es destruida por la corrosin y constituye una cantidad importante.

Sin embargo, no siempre la corrosin es un fenmeno indeseable, ya que el proceso de corrosin es usado diariamente para producir energa elctrica en las pilas secas, donde uno de las partes fundamentales del proceso es una reaccin de corrosin.