Page 257 - Libro Hipertextos Quimica 1

Componente: Procesos físicos

Muchos objetos metálicos como tornillos, pulseras, relojes, muebles y
piezas para equipos de sonido, son galvanizados con capas de metales
como cromo, plata u oro. Este revestimiento mejora algunas de las pro-
piedades físicas de estos objetos, como su resistencia a la corrosión, la e e
conductividad eléctrica o su apariencia (figura 32).
Tal vez la aplicación más importante de la galvanoplastia se encuentra
en el recubrimiento de piezas de hierro o de acero con capas de zinc o
cromo respectivamente, con el fin de hacerlas más resistente a la corro- Cátodo Ánodo
sión. (Ag)
Y 2
3.3.3 Celdas electroquímicas Sal de plata
(AgY) en Ag
n Generalidades solución iónica
Las reacciones de óxido-reducción que ocurren espontáneamente, pue- Figura 32. Galvanoplastia de una joya con plata.
den ser utilizadas para generar energía eléctrica. Para ello es necesario
que la transferencia de electrones no se realice directamente, es decir,
que la oxidación y la reducción sucedan en espacios separados. De esta
manera, el flujo de electrones desde el agente reductor hacia el agente
oxidante, se traduce en una corriente eléctrica, que se denomina co-
rriente galvánica, en honor a Luigi Galvani (1737-1798), físico italiano
que estudió estos fenómenos. Las celdas electroquímicas, conocidas
también como celdas galvánicas o voltaicas, son los dispositivos en los
cuales se realiza este proceso. En una celda electroquímica los reactivos
se mantienen en compartimentos separados o semiceldas, en las cuales
se realizan las semi-reacciones de oxidación y reducción separadamente.
Una semicelda consta de una barra de metal que funciona como elec-
trodo y que se sumerge en una solución acuosa compuesta por iones
del mismo metal, provenientes de una sal de éste. Los electrodos de
cada semicelda, se comunican a través de un circuito eléctrico externo,
por el que viajan los electrones desde el agente reductor hasta el agente
oxidante. Estos dispositivos son el fundamento de las pilas y baterías
que usamos a diario.
A manera de ejemplo, analicemos una celda electroquímica para la
reacción entre el sulfato de cobre y el zinc, mencionada anteriormente
(figura 33), conocida como pila de Daniell. En esta, una
de las semiceldas contiene sulfato de zinc (ZnSO ), la otra
4
contiene sulfato de cobre (CuSO ) y ambas se encuentran
4
conectadas a través de un circuito conductor de la electri- Diagrama de la pila
cidad, cuyos electrodos son, respectivamente, una barra de Galvanómetro
zinc y una barra de cobre. Los electrones producidos du- e e e e
rante la oxidación del Zn viajan a través del circuito, desde Zn Cu
el electrodo de zinc hacia el de cobre, donde reducen los Puente salino
iones Cu . Adicionalmente, las celdas electroquímicas pre- Movimiento de cationes
21
sentan un tubo de vidrio lleno de una solución salina, con- Movimiento de aniones
ductora de la electricidad, que comunica las dos semiceldas 2e Zn 2 Cu 2 2e
y que se conoce como puente salino. En este caso el puente Zn Disolución Disolución 4 Cu
de ZnSO
de CuSO
4
salino contiene iones SO 22 ,que pasan de un lado a otro
4(ac)
con el fin de equilibrar las cargas en las semiceldas, debido Ánodo Cátodo
al desequilibrio generado por el flujo de electrones desde el Solución de Puente salino Solución de
polo reductor. El electrodo de Zn presenta una deficiencia Zn ZnSO 4(ac) CuSO 4(ac) Cu (s)
(s)
de electrones, por lo que actúa como ánodo, mientras que Figura 33. Representación esquemática de una celda galvánica
el electrodo de Cu, que recibe el flujo de electrones actúa de zinc y cobre, más conocida como pila de Daniell. En la parte
como cátodo. inferior se muestra una representación de las especies presentes
en las semiceldas.
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