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Diapositivas de la asignatura electroquimica sobre electrodos
Tipo: Diapositivas
1 / 15
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¡No te pierdas las partes importantes!
Antonio J. Fernández Romero
Antonio J. Fernández Romero
es la parte de la Química Física que estudia las relaciones q p^
q
entre la electricidad y las reacciones químicas
Electroquímica iónica
. Conductividad en disoluciones de electrolitos En el interior de una disolución iónica, unión se encuentra rodeado simétricamentepor iones de distinto signopor iones de distinto signo.E l^ i^ l^
ó i En cualquier volumen macroscópico semantiene el principio de
Electroneutralidad.
Antonio J. Fernández Romero
dos fases distintas
que contienen especies
cargadas surge una diferencia de potencial
debido a una redistribución de carga
cargadas surge una diferencia de potencial, debido a una redistribución de cargaentre las dos fases.Veamos unos ejemplos.
Dos metales distintos
j^ p Los electrones fluyen libremente desde el metal que tiene el nivel de Fermi conLos electrones fluyen libremente desde el metal que tiene el nivel de Fermi conmayor energía, hacia el otro, de forma que la energía libre se minimice.L^ i^ ió
d^ l^ t^
d t^ d á^
d^ l^ dif^
i^ d^ í^
t^ l
La migración de electrones se detendrá cuando la diferencia de energía entre losniveles de Fermi de los metales quede compensada por la caída de potencial creada.
Antonio J. Fernández Romero
l^ i^ d
t^
i^ di ti t
HCl 1 M (
β)
Dos disoluciones de concentraciones distintas:
HCl^ 1 M (α)
y 0.001 M (β
Se producen desplazamiento de iones para igualar la concentración.La Movilidad del protón, HAparece una diferencia de potencial que se opone al movimiento del catión
+, es mayor que la del anión Cl
+^ Hy que acelera el del Cl
-^ hasta que las velocidades se igualen.
Antonio J. Fernández Romero
microscópica ambas fases dejan de ser estrictamente neutras
debido a las migraciones de especies cargadas.A escala^ macroscópica ambas fases pueden considerarse como neutras
, ya
que la diferencia en concentración necesaria para crear una diferencia depotencial de unos pocos voltios en la interfase es tan pequeña que no esmesurable experimentalmente.Es lógico pensar que se van a crear altos campos eléctricos en la interfase debido^ ñ a su^ pequeño espesor
Una esfera metálica con r = 5 cm necesita una carga de -2.78·
para crear sobre su superficie un potencial de 5 Vpara crear sobre su superficie un potencial de -5 V. Se necesita un exceso mínimo de carga para crear diferencias de potencial devarios^ voltios
en^ una^ interfase
Por^ tanto^
aunque^ las^
interfases^ no
son
varios^ voltios
en^ una^ interfase.
Por^ tanto,^
aunque^ las^
interfases^ no
son
estrictamente neutras, macroscópicamente se pueden considerar como tales.
Antonio J. Fernández Romero
la^ diferencia
de^ potencial
en^ la^ interfase
metal/disolución
V^
M ·^ Medida^ de
la^ diferencia
de^ potencial
en^ la^ interfase
metal/disolución
¿Podemos usar un Voltímetro? ¿^ El voltaje resultante será la suma de varias caída
El^ voltaje resultante será la suma de varias caídade potencial:1) Interfase Electrodo/disolución. +M
l í^
di l^ íd^
i l^ d^
l
) No podemos usar un voltímetro
para medir la caída potencial creada en lainterfase electrodo/disolución.
Antonio J. Fernández Romero
Existe un^ Punto Clave
en el proceso de medida que marca la aparición de la carga
imagen. El trabajo realizado lo dividimos en
dos contribuciones: · Potencial Externo o de Volta (
ψ):^ la carga se aproxima sin que se perturbe el
i tsistema · Potencial Superficial (
χ):^ la carga atraviesa una zona en la que se forma
q una estructura de dipolos, la cual sealtera por la carga transportada
Antonio J. Fernández Romero
La diferencia de potencial de Galvani es la caída de potencial en la interfase yvendrá dada por:
vendrá^ dada por:Considerando el potencial externo o de Volta (
ψ) y el potencial superficial (
χ)
correspondiente a cada fase:
SM SM SSM MSM
χ χ ψ ψ χ ψ χ ψ φ φ
No Mesurable
Antonio J. Fernández Romero
La superficie del metal presenta un exceso de carganegativa debido a la acumulación de
electrones^ del metal en esta zonametal en esta zona. Iones solvatados
, sobre todo positivos Las^ moléculas
de agua en el seno de la disolución están dispuestas al azar
En la Interfase existe una capa de moléculas deagua que estarán sometidas a un proceso deagua que estarán sometidas a un proceso de orientación preferencial
como consecuencia de su carácter polar y del campo eléctrico creado.
Antonio J. Fernández Romero
Esta orientación preferente de lasmoléculas de agua hace que se
moléculas de agua hace que sealteren^
las^ propiedades características de este disolvente:l^ t^ t^
di lé t i^
(^ )^ d l
la^ constante dieléctrica (
ε)^ del agua es 78, mientras que en lasproximidades
del^ electrodo
Según el signo de la carga del electrodo las moléculas de agua en contacto directo disminuye hasta los 6-10.