Unidad II-Clase 7

Prof. LUISA BOET

CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA

CONTENIDO•

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Definición de electroquímica.

Concepto de Ánodo, Cátodo y Pila.

Reacciones típicas anódicas y catódicas.

Tipos de celdas: por concentración, Celdas galvánicas.

Potencial de electrodos.

Ecuaciones de Nerts.

Energía libre de Gibbs de una reacción electroquímica.Corrosión electroquímica.

CONDUCTORELECTRÓNIC

O

CONDUCTORIÓNICO

CONDUCTORELECTRÓNIC

O

FUENTE O SUMIDERO EXTERNODE ELECTRONES

INTERFASES

ELECTROQUÍMICA•

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Electroquímica: Es la rama de la química que estudia latransformación entre la energía eléctrica y la energíaquímica.Los procesos electroquímicos son reacciones REDOX(oxidación-reducción) en donde la energía liberada por unareacción espontánea se convierte en electricidad, o dondeuna energía eléctrica se aprovecha para inducir unareacción química no espontánea.Redox: es un proceso químico de transferencia de carga,donde una especie se oxida, es decir pierde electrones, yotra se reduce, es decir gana electrones, simultáneamente.

ELECTRODOS: CONDUCTORES ELECTRÓNICOS QUE SIRVEN COMOFUENTE O SUMIDERO DE LOS ELECTRONES EN LAS REACCIONES DETRANSFERENCIA DE ELECTRONES ENTRE LAS FASES

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Electrodos de trabajo:

Ánodo: es el electrodo donde ocurre la reacción de oxidación.

Oxidación: es el proceso mediante el cual una especie (en este caso elmetal) pierde electrones, es decir aumenta su estado de oxidación.

Cátodo: es el electrodo donde ocurre la reacción de reducción.

Reducción: es el proceso mediante el cual una especie gana electrones,es decir disminuye su estado de oxidación.

Electrodos de referencia: es un electrodo que mantiene un potencialconstante.

Electrodos inerte: es electrodo que no interviene en el proceso, sirve deconductor.

CELDAS DE CONCENTRACIÓN• Celda galvánica o voltaica: es un dispositivo experimental para generar

electricidad mediante una reacción redox espontánea.

Componentes: electrodos, medio electrolítico y conectores.

Ejemplo: Celda deDaniell

POTENCIAL DE ELECTRODOS: ES LA DIFERENCIA DE POTENCIALELÉCTRICO ENTRE LOS ELECTRODOS DE UNA CELDA ELECTROQUÍMICAQUE PROPORCIONA LA FUERZA ELECTROMOTRIZ QUE MUEVE LOSELECTRONES A TRAVÉS DEL CIRCUITO

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¿Qué relación existe entre el voltaje y las reacciones Redox?

Así como la reacción global de la celda puede considerarse como la suma de lasreacciones de oxidación y reducción, la suma de los potenciales eléctricos de loselectrodos de trabajo, genera un potencial global del proceso. Es imposible medirel potencial de un solo electrodo, pero arbitrariamente asignamos el valor de ceroa un electrodo particular (electrodo de hidrógeno por ejemplo) y éste se puedeusar para determinar los potenciales relativos de otros electrodos.

Fuerza electromotríz: es el potencial que se requiere para impartir 1 Joule deenergía a una carga de 1 coulomb.

Potencial o fuerza electromotríz estándar de reducción (∆E°): o voltaje asociadocon una reacción de reducción, cuando todos los solutos son 1Molar y todos losgases están a 1 atm. Así, el potencial estándar de reducción del electrodo dehidrógeno es cero. El electrodo de hidrógeno se conoce como electrodo estándarde hidrógeno (EEH).

∆E°= ∆E° cátodo - ∆E° ánodo

TERMODINÁMICA DE LAS REACCIONESREDOX••••••••••••

∆G= -n F ∆E celda∆G°= -n F ∆E° celda∆G°= -RT Ln KIgualando y despejando:R: 8,314J/k.molT: 298KF: 96500J/V.moln: electrones transferidos∆E° celda= 0,0257 V /n Ln K∆E° celda= 0,0592 V /n Log K∆E celda= ∆E° - 0,0257 V /n Ln Q∆E celda= ∆E° - 0,0592 V /n Log Q

CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA•

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La corrosión electroquímica o húmeda, es un proceso químico con transferenciade carga, donde los metales se oxidan, en presencia de un medio húmedo quecontiene electrolitos, sirviendo de agentes reductores y ocurriendosimultáneamente una reducción de los agentes oxidantes, y así obtener unproducto.Proceso:

CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA

Mediobásico

Medio ácido

MEDIOHÚMEDO,AIREADO YpH > 4,3

DIAGRAMA DE POURBAIX Fe (simplificado)

Iron Pourbaix diagram modified from Beverskoog

DIAGRAMA DE POURBAIX AGUA

“PERSISTE, INSISTE, HAZLO…”