La Electroquímica se ocupa del estudio de la interconversión de las formas de energía química y eléctrica, así como de las leyes y regularidades involucradas en este proceso; este último se puede representar como: los nombres de Galvani y Volta, suelen asociarse con la invención de los primeros generadores de corriente continua, pilas eléctricas.Electroquímica se inicia con los trabajos de Luigi Galvani interesado en el estado de la «electricidad animal» y Alessandro Volta, ambosLa siguiente etapa de Volta fue determinar la fuerza electromotriz, empleando sus palabras, de varias combinaciones de conductores. Confirmó de ésta manera, que esta fuerza electromotriz sólo se genera cuando se emplean metales distintosLos trabajos de Volta le llevan a construir la primera pila eléctrica probablemente hacia el año 1796 y este descubrimiento debe ser incluido entre los más importantes de la Ciencia.Nicholson y Carlisle habían construido una pila con la que realizaron ladescomposición electrolítica del agua.J. J. Berzelius (1779-1848) inició el uso de la nomenclaturaquímica al proponer el empleo de letras para identificar a los átomos de los diversos elementos. También propuso una teoría científica basada en la atracción de cargas eléctricas y realizó la electrólisis de disoluciones salinas, aislando algunos elementos por este métodoSir Humphry Davy descubrió, por electrólisis, los metales alcalinos sodio y potasio; aisló también en 1808 los metales: Ba, Sr y Ca. Atribuyó las propiedades ácidas de los compuestos a la presencia del hidrógeno en sus moléculas.Sir Williams Grove el inventor de la primera celda de combustiónMichael Faraday (1791-1867) es reconocido como el más grandeexperimentalista de todos los tiempos“…(1) el poder químico de una corriente de electricidad está en proporcióndirecta de la cantidad absoluta de electricidad que pasa…”“…(2) los pesos equivalentes de las substancias son simplemente aquellascantidades de ellas que contienen cantidades iguales de electricidad…”George Leclanché, en 1867, a proponer la pila que lleva su nombre,cuyo principio se ha mantenido hasta nuestros días (pilas secas); usaba dióxido demanganeso como despolarizante y cloruro de amonio como electrólito

las pilas conocidas hoy como pilas secundarias, cuya precursora fuela pila inventada por Gaston Planté en 1859 consistía originalmente en dos electrodos de plomo, sumergidos en una disolución de ácido sulfúrico que al ser tratados con el paso de una corrientes eléctrica continua y directa, se transformaban en un electrodo de Pb poroso y otro de PbO2.

Ludwig Mond y Charles Langer en 1889, repiten los trabajos de Grove y por primera vez se introduce en la lexicografía científica el término pila de combustible. Intentando hacer un sistema más práctico, sustituyen, el oxígeno por el aire y el hidrógeno por gas industrial, y advierten de la importancia de evitar la introducción total del electrodo en el ácido sulfúrico y reducir así la superficie del triple contacto entre gas, electrolito y metal.

La Electroquímica es una disciplina que en unión con la Termodinámica y una incipiente Cinética Química fue decisiva en la génesis de la Química Física como rama definida de la Química, gracias a tres figuras relevantes: Arhenius, Van’t Hoffy Ostwald, los “ionistas” según apelativo de sus contemporáneosW. W. Jacques desarrollo en 1895, lo que parece ser la primera pila de gran potencia, 1,5 Kw, compuesta por unas 100 células elementales a la que siguió otra de 30 Kw.Con el establecimiento de la naturaleza del electrón por J. J. Thomson en 1897 y la proposición por Arrhenius de su Teoría iónica de la disociación electrolíticaEsto finalmente llevó a la comprensión de la naturaleza del fenómeno electroquímicoXIX, Walter H. Nernst (1864-1941) haciendo uso de la termodinámica pudo explicar como la energía eléctrica máxima podía ser calculada,si el proceso electroquímico se daba en forma, muy lenta, es decir, si se hacía en el equilibrio dejando en claro que, como en cualquier otro proceso, el fenómeno electroquímico se realiza a una velocidad finitaTafel en 1905 estableció empíricamente que la diferencia de potencial a través de una interfase, en la que se está produciendo una reacciónelectroquímica, varía con el logaritmo de la densidad de corriente. La ecuación de Tafel puede considerarse como la ley más utilizada de la Electroquímica Un momento clave en la historia de la Electroquímica es el desarrollo del brillante tratamiento termodinámico de las celdas electroquímicas en equilibrio cuando no pasa corriente neta a través

de las interfases de la celda, realizado por Nernst a partir de 1891. La ecuación de Nernst es la ecuación más conocida de la Electroquímica clásicaDebye-Hückel (1923) basada en las ideas desarrolladas anteriormente por Clausius, quien en 1857 probó la existencia de iones en disolución, por Arhenius, quien en 1887 con su teoría de disociación de electrólitos, expuso conceptos revolucionarios para su épocaGouy-Chapman para la estructura de la doble capa difusa (1910-1913). También obtuvo gran resonancia el tratamiento teórico para la conductividad de las disolulciones electrolíticas llevado a cabo por Debye, Hückel y Onsager (1923-1928) gracias a las aportaciones previas de Hittorf (1853-59) por su método para evaluar números equivalentes y la concentración estableció la ley de migración independiente de los iones a dilución infinita, y por Ostwald (1888) por su ley de dilución para disoluciones de electrólitos débilesJ. Butler (1924) y M. Volmer (1930) condujeron a la formulación de la ecuación fundamental de la cinética electródica, la ecuación de Butler-Volmer. El primero hizo una interpretación cinética de los potenciales de Nernst y el segundo, formuló teóricamente la relación corriente-potencial En 1931 R.W. Gurmey introduce un tratamiento cuántico a la transferencia de carga en la interfase Entre 1930 y 1940

A.N. Frumkin dirige la Electroquímica de la entonces URSS hacia la perspectiva cinética y relaciona por primera la estructura de la interfase con la velocidad de las reacciones que se producen a través de la misma Jeroslav Heyrovsky (1890-1967), quien ideó la superficie limpia y renovable de un electrodo de mercurio como base de numerosastécnicas electroquímicas empleadas hoy día. Inventó el métodopolarográfico describiendo y construyendo el primer polarógrafo

R. Marcus realizados a partir de 1965 sobre las reacciones de transferencia electrónica y desarrollos más complejos que hanaparecido en los últimos años.La Electroquímica es la ciencia que trata las consecuencias de la transferencia de cargas eléctricas de una fase a otra trata principalmente con situaciones de superficie, particularmente aquellas que son el resultado de las propiedades eléctricas de la interfase.

Generadores de sustancia (sistemas electrolíticos)

Generadores de energía (celda auto-conductora)Un clásico ejemplo es la celda de DaniellCuando es necesario entregar energía para producir las reacciones de electrodo se trata de una celda electrolíticaCuando las reacciones suceden en sentido de una disminución de la energía de Gibbs la celda se denomina celda galvánica o pila.La electrostática clásica trata con las interacciones de las cargas eléctricas idealizadas.El campo eléctrico E es la fuerza por unidad de carga. El potencial eléctrico f es la energía potencial por unidad de cargaSistemas electroquímicosUn sistema que contiene especies cargadas y al menos una de ellas no puede penetrar en todas las fases del sistema, algunas de las fases pueden cargarse eléctricamente(El potencial eléctrico en el interior de una fase se llama a veces potencial interno o potencial de Galvani). Se define un sistema electroquímico como un sistema heterogéneo en el que hay una diferencia de potencial eléctrico entre dos o más fases.

Potencial químico de especies cargadasLa tendencia de escape de una partícula cargada, un ion o un electrón, en una fase, depende del potencial eléctrico de la faseSe consideran las cargas de los electrodos en los dos casos. En el ánodo de la celda galvánica, la oxidación es espontánea, hay un excesos de electrones cerca del electrodo. Sobre el otro lado, en una celda electrolítica donde la oxidación es forzada a ocurrir, hay una falta de electrones y una carga positiva. Las dos situaciones son:ánodo cátodocelda galvánica - +celda electrolítica + -batería de plomo-ácido ésta es una celda galvánicaUna celda electroquímica está formada por dos sistemas electrodo-electrólito, o medias celdas unidas internamente por un electrólito común En un diagrama completo se describen los estados de agregación de todas las sustancias y se proporcionan las concentraciones o actividades de todos los materiales solubles.| indica el límite de fase entre el electrodo y el electrólito, y ¦ representa un contacto líquido-líquido, el cual se obtiene en la práctica separando las dos disoluciones con una pared porosa que permite la continuidad eléctrica

CIENTÍFICO APORTACIÓN

Luigi GalvaniDescubrió lo que se conoce como electricidad animal.

Alejandro Volta Llamó a la diferencia de potencial entre dos metales como fuerza electromotriz (electromotores).

J.J. Berzelius Inicio el uso de la nomenclatura electroquímica, propuso su teoría de la electrolisis

Humphry Davy Descubrió por electrolisis el Na y K, aisló los metales: Ba, Sr y Ca. Sugirió el uso de la protección catódica (corrosión).

Michael FaradayFormuló las leyes fundamentales de la electrólisis.

Williams GroveLogró la descomposición del agua por electrolisis.

Sir WilliamGrove y Davy

Inventor de la primera celda de combustión.

George Leclanché Propuso una pila llamada pila seca o primaria; el material electroactivo de estas pilas no se puede regenerar.

Gastón Planté Propuso las pilas secundarias, el material electroactivo puede regenerarse. Es la base de los acumuladores.

Charles M.Hall y Paul-Luis T. Héroult

Idearon el proceso electrolítico para la obtención del Al a partir de la alúmina Al2O3 disuelta en criolita.

J. J. Thompson y Arrhenius Con el establecimiento de la naturaleza del electrón y la teoría iónica de la disociación electrolítica, se pudo entender gradualmente la conducción eléctrica.

Walter H. Nernst Explicó como la energía eléctrica máxima podía ser calculada, si el proceso electroquímico se daba en forma lenta (velocidad finita).

TAfel Realizo los primeros estudios sobre la cinética electroquímica o cinética de los procesos del electrodo.

J. ButlerM. Volmer

Hizo una interpretación cinética de los potenciales de Nernst.Formuló teóricamente la relación corriente- potencial.

Jeroslav Heyrovsky Ideó la superficie limpia y renovable de un electrodo de mercurio, construyo el primer polarógrafo.