PROCESO EN EL ELECTRODO

Presentación del tema: "PROCESO EN EL ELECTRODO"— Transcripción de la presentación:

1 PROCESO EN EL ELECTRODO

2 Proceso en el Electrodo
El análisis de un proceso de electrodo permite distinguir: Transporte de especies electroactivas hacia el electrodo Adsorción de las mismas en el electrodo Transferencia de carga Desorción de productos de reacción del electrodo Difusión de dichos productos hacia el seno de la disolución Reacciones químicas secundarias Formación de nuevas fases

3 Michael Faraday Entre Michael Faraday físico y químico ingles, realizó estudios cuantitativos referente a la relación entre la cantidad de electricidad que pasa por una solución y resultado de sus investigaciones las enuncio entre los años en las leyes que tienen su nombre.

4 En honor a Faraday, a la carga de un mol de electrones se le dió el nombre de faradio, F , ahora se recomienda utilizar el nombre de constante de Faraday para F. 1 F = 1, C/electrón (6, electrones/mol ) = C/mol

5 PROCESOS FARADICOS Y NO FARADICOS
LEYES DE FARADAY PRIMERA LEY "...(1) el poder químico de una corriente de electricidad está en proporción directa de la cantidad absoluta de electricidad que pasa..." La masa de una sustancia depositada por una corriente eléctrica en una electrólisis es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa por el electrodo.

6 SEGUNDA LEY "...(2) los pesos equivalentes de las substancias son simplemente aquellas cantidades de ellas que contienen cantidades iguales de electricidad..." Las cantidades de sustancias electrolíticas depositadas por la acción de una misma cantidad de electricidad son proporcionales a las masas equivalentes de las sustancias.

7 Lab. de Faraday en el Royal Institut. Museo de la Ciencia, Londres

8 Consideraciones en tomadas en cuenta por Faraday
En una electrólisis, los productos de descomposición electroquímica aparecerán en los electrodos y no en el seno del electrolito. Los metales de las sales y de las bases de los ácidos de hidrógeno aparecerán en el cátodo y el resto de la molécula conjuntamente con sus productos de descomposición en el ánodo.

9 3. La masa del metal depositado sobre el cátodo por electrólisis es proporcional a la cantidad de corriente que atraviesa la celda y a la masa atómica (A) del metal e inversamente proporcional a la carga del mismo. Es decir: F = número de Faraday (96500 coulombios), n = número de electrones i = corriente en amperios, t = segundos y A = gramos

10 ¿Cuándo ocurre un proceso farádico y cuando uno no farádico?
Proceso Farádico y un proceso no Farádico ¿Cuándo ocurre un proceso farádico y cuando uno no farádico? Un proceso farádico ocurre cuando hay transferencia de electrones a través de la interfase metal-solución, pudiendo esto provocar oxidación o bien reducción de los componentes del sistema. Todos los procesos que poseen éstas características se dicen que cumplen con la ley de Faraday y se los llama procesos farádicos. Los electrodos donde tienen lugar los procesos farádicos se les denomina Electrodos de transferencia de carga.

11 Proceso no Farádico Un proceso no farádico, son todos aquellos procesos (como por ejemplo adsorción o desorción) donde la estructura electrodo-solución, varía con el potencial y la composición de la solución. En este caso no hay paso de ningún tipo de carga por la interfase, es decir que la corriente puede circular (al menos transitoriamente) cuando el potencial o la composición de la solución cambie.

12 ELECTRODO IDEALMENTE POLARIZADO, EIP
aquel electrodo en donde no se da lugar a transferencia de carga en la interfase metal-solución cuando al mismo se le impone un potencial externo.

13 Condensador Dispositivo que almacena carga eléctrica. En su forma más sencilla, un condensador está formado por dos placas metálicas (armaduras) separadas por una lámina no conductora o dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa.

14 Condensador

15 Carga eléctrica elemental
Unidad fundamental de carga eléctrica, coincidente con la carga del electrón y con la del protón. Considerada la materia en su conjunto como eléctricamente neutra, debido a la compensación entre las cargas positivas y las negativas, se considera que un cuerpo está cargado o que posee carga eléctrica cuando existe un desequilibrio o desigual reparto de cargas, que se manifiesta por una serie de hechos cuyo fundamento estudia la electrostática. La carga eléctrica constituye una magnitud fundamental que, en los fenómenos eléctricos, desempeña un papel semejante al de la masa en los fenómenos mecánicos. La unidad de medida de carga eléctrica es el franklin en el sistema CGS, y el culombio en el sistema internacional (SI).

16 Primer Condensador La botella de Leyden es un condensador simple en el que las dos placas conductoras son finos revestimientos metálicos dentro y fuera del cristal de la botella, que a su vez es el dieléctrico. La magnitud que caracteriza a un condensador es su capacidad, cantidad de carga eléctrcia que puede almacenar a una diferencia de potencial determinado.

17 Los condensadores tienen un límite para la carga eléctrica que pueden almacenar, pasado el cual se perforan. Pueden conducir corriente continua durante sólo un instante, aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Esta propiedad los convierte en dispositivos muy útiles cuando debe impedirse que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico. Los condensadores de capacidad fija y capacidad variable se utilizan junto con las bobinas, formando circuitos en resonancia, en las radios y otros equipos electrónicos. Además, en los tendidos eléctricos se utilizan grandes condensadores para producir resonancia eléctrica en el cable y permitir la transmisión de más potencia.

18 Corriente Corriente contínua Corriente
Si dos cuerpos de carga igual y opuesta se conectan por medio de un conductor metálico, por ejemplo un cable, las cargas se neutralizan mutuamente. Esta neutralización se lleva a cabo mediante un flujo de electrones a través del conductor, desde el cuerpo cargado negativamente al cargado positivamente (en ingeniería eléctrica, se considera por convención que la corriente fluye en sentido opuesto, es decir, de la carga positiva a la negativa). En cualquier sistema continuo de conductores, los electrones fluyen desde el punto de menor potencial hasta el punto de mayor potencial. Un sistema de esa clase se denomina circuito eléctrico. La corriente que circula por un circuito se denomina corriente continua (c.c.) si fluye siempre en el mismo sentido y corriente alterna (c.a.) si fluye alternativamente en uno u otro sentido. Corriente contínua

19 Capacidad de un Condensador
Aptitud de un condensador de conservar una carga, determinada por el tamaño de sus armaduras, y por el espesor y permitividad del dieléctrico que las separa. La capacidad de un condensador se obtiene de dividir la carga Q almacenada por la diferencia de potencial entre las armaduras. La unidad de medida es el faradio (F) en honor a Faraday.

20 Un condensador está constituido por dos placas metálicas separadas por un material dieléctrico cuyo comportamiento obedece a la ecuación: donde q = carga del condensador; E = potencial que pasa a través del condensador (V) y C es la capacidad en Faradios Interpretar la carga de un condensador, es pensar que en una de las placas hay contenido un exceso de e, mientras que en la otra placa hay un defecto de e.

21 Analogía entre la interfase metal-solución y un condensador

22 A un potencial dado, el electrodo metálico lleva una carga, que la llamaremos qM y la solución una carga qS . Uno puede hacer que la carga sobre el metal sea positiva o negativa dependiendo de la composición de la solución y del potencial que atraviese la interfase.

23 En este caso, la carga del metal qM y representa el exceso o defecto de e y ella se encuentra en una capa extremadamente delgada (< 0.1Å) en la superficie del metal. La carga en la solución qS está constituida por un exceso bien sea de cationes o aniones vecinos a la superficie del electrodo.

24 Sí dividimos las cargas qM y qS por unidad de área, obtenemos una ecuación que llamaremos densidad de carga : las unidades generalmente empleadas son C/cm2

25 Las propiedades de la interfase dependen de la naturaleza del electrodo y de las características de la disolución, entre esas propiedades podemos citar: fuerzas eléctricas de las especies junto al electrodo interacciones químicas ordenación de la propia interfase

26 en consecuencia: La distribución de carga en la interfase no es uniforme y se originan diferencias de potencial entre el interior del metal y el seno de la disolución