23.2: Reacción Electroquímica

Las esculturas metálicas expuestas a los elementos exteriores generalmente se corroerán si no están protegidas. El proceso de corrosión es una serie de reacciones redox que involucran el metal de la escultura. En algunas situaciones, los metales se dejan deliberadamente desprotegidos para que la superficie sufra cambios que puedan potenciar el valor estético de la obra.

Reacciones Electroquímicas

Las reacciones químicas absorben o liberan energía, que puede ser en forma de electricidad. La electroquímica es una rama de la química que se ocupa de la interconversión de energía química y energía eléctrica. La electroquímica tiene muchas aplicaciones comunes en la vida cotidiana. Todo tipo de baterías, desde las que se utilizan para alimentar una linterna hasta un automóvil, dependen de reacciones químicas para generar electricidad. La electricidad se utiliza para placar objetos con metales decorativos como el oro o el cromo. La electroquímica es importante en la transmisión de impulsos nerviosos en sistemas biológicos. La química redox, la transferencia de electrones, está detrás de todos los procesos electroquímicos.

La reacción del metal zinc con iones cobre (II) se denomina proceso redox directo o reacción. Los electrones que se transfieren en la reacción van directamente de los\(\ce{Zn}\) átomos en la superficie de la tira a los\(\ce{Cu^{2+}}\) iones en el área de la solución justo al lado de la tira de zinc. La electricidad, por otro lado, requiere el paso de electrones a través de un medio conductor, como un cable, para poder hacer el trabajo. Esta obra podría ser encender una bombilla o alimentar un refrigerador o calentar una casa. Cuando la reacción redox es directa, no se puede hacer que esos electrones funcionen. En cambio, debemos separar el proceso de oxidación del proceso de reducción y forzar a los electrones a moverse de un lugar a otro en el medio. Esa es la clave de la estructura de la celda electroquímica. Una celda electroquímica es cualquier dispositivo que convierte la energía química en energía eléctrica, o la energía eléctrica en energía química.

Hay tres componentes que conforman una reacción electroquímica. Debe haber una solución donde puedan ocurrir reacciones redox. Estas reacciones generalmente tienen lugar en el agua para facilitar el movimiento de electrones e iones. Debe existir un conductor para que los electrones sean transferidos. Este conductor suele ser algún tipo de cable para que los electrones puedan moverse de un sitio a otro. Los iones también deben poder moverse a través de alguna forma de puente salino que facilite la migración de iones.

Resumen

• La electroquímica es una rama de la química que se ocupa de la interconversión de energía química y energía eléctrica.
• Una celda electroquímica es cualquier dispositivo que convierte la energía química en energía eléctrica, o la energía eléctrica en energía química.
• Una reacción electroquímica requiere:
  • Una solución donde pueden ocurrir reacciones redox.
  • Un conductor para transferencia de electrones.
  • Un puente de sal para que los iones se muevan.