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Teorico Quc3admica Aplicada 11 Electroquc3admica Parte 2
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QUIMICA APLICADACeldas Comerciales
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Celdas comerciales (pilas)Zn (s) Zn2+ (ac) + 2e-2NH4+ (ac)+ 2MnO2 (s)+ 2e- Mn2O3 (s)+ 2NH3 (ac)+ H2O (l)Celda de Leclanch: celda secanodoCtodoVoltaje: 1,5 V
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Pila de mercurio Zn(Hg) + 2 OH- (ac) ZnO (s) + H2O (l) + 2e-HgO (s) + H2O (l) + 2e- Hg (l) + 2 OH- (ac)nodoCtodoVoltaje: 1,35 VRelojes y marcapasos
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Batera de plomo: 6 celdas en seriePb (s) + SO42- (ac) PbSO4 (s) + 2 e-PbO2 (s) + 4 H+ (ac) + SO42- (ac) + 2 e- PbSO4 (s) + 2 H2O (l)Voltaje: 12 V
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Batera de in litioLi+ + CoO2 + 1e- LiCoO2 (s)Li (s) Li+ + 1 e-CtodonodoVoltaje: 3,4 VBatera de celulares, cmaras de fotos, bateras de notebooksLi+ + CoO2 + 1e- LiCoO2 (s)CoO2
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Celdas de Combustible: suministro continuo de reactivos2 H2 (g) + 4 OH- (ac) 4 H2O (l) + 4 e-O2 (g) + 2 H2O (l) + 4 e- 4 OH- (ac)2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (l)Reaccin Total:Voltaje: 1,23 V
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QUIMICA APLICADAELECTROLISIS
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Electrlisis: permitir que una reaccin qumica no espontnea ocurra mediante el uso de energa elctricaEj. Electrlisis de NaCl fundido Eo = - 4 v
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Electrlisis del agua:
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Carga (C) = corriente (A) x tiempo (s) Clculos relacionados con la electrlisisCarga de 1 mol e- = 96.500 C = 1 FaradayAl3+ (ac) + 3 e- Al (s)Se necesitan 3 moles de electrones por mol de Al3+ a depositarSe necesitan 3 x 96.500 C por mol de Al3+ a depositarCuando se deposita un metal, la carga necesaria depende de la reaccin de reduccin correspondiente
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Cunto calcio se producir en una celda electroltica de CaCl2 fundido si se aplica una corriente de 0,452 A durante 1,5 horas?
Ca2+ (l) + 2 e- Ca (s) Q = corriente (A) x tiempo (s)1,5 h = 5400 sQ = 0,452 A . 5400 s = 2441 C
96.500 C___ 1 mol de e- 2.441 C ___ 0,0253 mol de e-
2 mol e- ______1 mol Ca 0,0253 mol e-__ 0,01265 mol Ca 0,506 g de Ca
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Usos de la electrlisisObtencin de sustancias qumicas (ej: Al, Cl2 , Na, NaOH)
Recubrimientos metlicos (plateado, cobreado, cromado, etc)
Protecciones para evitar corrosin.
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QUIMICA APLICADACORROSION
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CORROSINCorrosin es el proceso redox por el cual los metales se oxidan con el oxgeno (O2) en presencia de humedad.2 (Fe Fe2+ + 2 e-)O2 + 2 H2O + 4 e- 4 OH-2 Fe + O2 + 2 H2O 2 Fe2+ + 4 OH-2 Fe2+ + O2 + x H2O Fe2O3.x H2OHerrumbre, forma hidratada del hidrxido de Fe (III)
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Otros metales:Oro (E = +1,5 V) no se corroe
Plata (E= + 0,8 V) Se corroe en presencia de azufre formando Ag2S, se ennegrece
Cobre (E = + 0,3 V) Forma ptina verde de CuCO3, que protege de corrosin posterior
Aluminio (E = -1,66V) forma xido de aluminio que protege de posterior corrosin
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Proteccin de la Corrosin:PINTURAPASIVACIN: Oxidante fuerte genera capa de xido. Ej. HNO3ALEACIN: Acero inoxidable (Fe + Cr)Cubrir superficie con otro metal: Fe con Sn o ZnPROTECCIN CATDICA
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Proteccin catdica:
El metal que va a ser protegido se convierte en el ctodo y se lo conecta al nodo de sacrificio (magnesio o zinc ya que se oxidan fcilmenteFe/Fe2+ Eo = 0,44 v Zn/Zn2+ Eo = 0,76 v Mg/Mg2+ Eo = 2,37 v