1.Definicin:

Una celda electroqumica de corriente continua es un dispositivo capaz de obtener energa elctrica a partir de reacciones qumicas o bien de producir reacciones qumicas a travs de la introduccin de energa elctrica. Consta de dos conductores elctricos llamadoselectrodos,cada uno sumergido en una disolucin adecuada de electrlito. Para que circule una corriente en una celda es necesario: 1 Que los electrodos se conecten externamente mediante un conductor metlico. 2 Que las dos disoluciones de electrlito estn en contacto para permitir el movimiento de los iones de una a otra 3 Que pueda tener lugar una reaccin de transferencia de electrones en cada uno de los dos electrodos.

En la siguiente figura se esquematiza una celda electroqumica sencilla:

Consiste en dos electrodos uno de zinc y otro de cobre, sumergidos en sus respectivas disoluciones de sulfato (el electrodo de Zinc sumergido en una disolucin de sulfato de Zinc y el de cobre en una de sulfato de cobre). Ambas disoluciones se unen por un puente salino, que consiste en un tubo relleno de una disolucin saturada de cloruro de potasio (se puede emplear otro electrlito). Los extremos del tubo se tapan con unos tapones porosos que permiten el paso de iones pero no de lquido. De esta forma, a travs del puente se mantiene el contacto elctrico entre las dos celdas a la vez que permanecen aisladas la una de la otra. La celda de la figura de arriba contiene lo que se denominados uniones lquidas, siendo la primera la interfase entre las disolucin del sulfato de cinc y el puente salino; la segunda est en el otro extremo del puente salino donde la disolucin de electrlito del puente contacta con la disolucin de sulfato de cobre. En cada una de esas interfases se desarrolla un pequeo potencial de unin, el cual puede llegar a ser importante.Volver al ndice

2.Conduccin en una celda:

La carga es conducida por tres procesos diferentes en las distintas pares de la celda mostrada en la figura anterior:

a) En los electrodos de cobre y cinc,as como en el conductor externo, los electrones sirven de portadores, movindose desde el cinc, a travs del conductor, hasta el cobre.

b) En las disoluciones el flujo de electricidad implica la migracin tanto de cationes como de aniones. En la semicelda de la izquierda, los iones cinc migran alejndose del electrodo, mientras que los iones sulfato e hidrgeno sulfato se mueven hacia l; en el otro compartimento, los iones cobre se mueven hacia el electrodo y los aniones se alejan de l. Dentro del puente salino, la electricidad es transportada por migracin de los iones potasio hacia la derecha y de los iones cloruro hacia la izquierda. Por tanto, todos los iones en las tres disoluciones, participan en el flujo de electricidad.

c) En las superficies de los dos electrodos tiene lugar en tercer proceso, que consiste en una reaccin de oxidacin o una reduccin que que proporcionan un mecanismo mediante el cual la conduccin inica de la disolucin se acopla con la conduccin electrnica del electrodo para proporcionar un circuito completo para el flujo de carga. Estos dos procesos de electrodo se describen mediante las ecuaciones:Zn(s) ==== Zn2++ 2e-

Cu2++ 2e-==== Cu(s)

La siguiente figura resume todo lo dicho hasta ahora sobre las celdas electroqumicas:

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3.Corrientes faradaicas y no faradaicas:

Dos tipos de procesos pueden dar lugar a corrientes a travs de una interfase electrodo/disolucin. Uno de ellos implica una transferencia directa de electrones va una reaccin de oxidacin en un electrodo y una reaccin de reduccin en el otro. A los procesos de este tipo se les llama procesos faradaicos porque estn gobernados por la ley de Faraday que establece que una reaccin qumica en un electrodo es proporcional a la intensidad de corriente; las corrientes resultantes se denominan corrientes faradaicas. En caso contrario se denominan corrientes no faradaicas.

Para comprender la diferencia bsica entre una corriente faradica y no faradaica se puede imaginar un electrn viajando a travs del circuito externo hacia la superficie del electrodo. Cuando ste alcanza la interfase de la disolucin puede suceder:

a) Que permanezca en la superfcie del electrodo y aumente la carga de la doble capa , lo que constituira una corriente no faradaicab) Abandonar la superficie del electrodo y transferirse a una especie en la disolucin , convirtindose en parte de una corriente faradaica.Volver al ndice

4.Celdas galvnicas y electrolticas:

A)Las celdas galvnicasson aquellas que funcionan de forma que producen energa y las reacciones en los dos electrodos tienden a transmitir espontneamente produciendo un flujo de electrones desde el nodo hasta el ctodo (este flujo de electrones se denomina corriente y corresponde a la velocidad de transferencia de la electricidad). Tambin se las conoce como clulas voltaicas.

En las clulas galvnicas se origina inicialmente una diferencia de potencial que disminuye a medida que transcurre la reaccin, de tal modo que cuando se alcanza el equilibrio este potencial se hace cero. El potencial de la pila corresponde a la diferencia entre los potenciales de las dos semiclulas (del nodo y del ctodo)Etotal=ECtodo-Enodo

Siendo E el potencial correspondiente. En las celdas galvnicas la reaccin se produce espontneamente, es decir, el potencial E de la pila es positivo.

B)Las celdas electrolticasson, por el contrario, aquellas que consumen energa elctrica, o lo que es lo mismo, , necesita una fuente de energa elctrica externa. As, una celda galvnica puede funcionar como una celda electroltica si se conecta el terminal positivo de una fuente de alimentacin de corriente continua al electrodo de cobre (con un potencial superior al de la pila galvnica) donde se va a producir la oxidacin (nodo), y el terminal negativo de la fuente al electrodo donde tiene lugar la reduccin (ctodo).

En las celdas electrolticas se necesita aplicar un potencial para que se produzca la reaccin por lo que el potencial de la pila es negativo.Volver al ndice

5.Uniones lquidas:

Se denomina unin lquida a la interfase que contiene electrolitos diferentes o bien un mismo electrolito pero de diferente concentracin. Las celdas vistas hasta ahora poseen dos uniones lquidas que se corresponden a la unin de cada uno de los extremos del puente salino con la disolucin correspondiente. En estas uniones se desarrolla un pequeo potencial de unin que influye en el potencial total de la pila, por lo que estas uniones lquidas puedn llegar a ser importantes. Por esta razn hay ocasiones en las que es posible y ventajoso eliminar el efecto de estos potenciales de unin construyendo celdas en las que los electrodos tengan un elctrlito comn. Un ejemplo de este tipo de celdas es la construida con hidrgeno y plata como electrodos:

Esta celda se comporta como una celda galvnica con un potencial de 0,46 V. En ella el platino no participa en la reaccin directametne sino que tan solo acta como receptor de electrones.Volver al ndice

6.Representacin de una pila:

Por convenio se ha decidido que en la representacin de las celdas el nodo y la informacin de la disolucin con la cual est en contacto se colocan a la izquierda. La informacin del ctodo a la derecha y ambos separados por dos rayas verticales que representan los lmites entre fases a travs de las cuales se desarrolla una diferencia de potencial. As, las celdas representadas hasta ahora se esquematizaran de la siguiente forma:

Zn|ZnSO4|| CuSO4|CuPt, H2|H+|| Cl-, AgCl | AgY de una forma general:

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