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QUIMICA APLICADA

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QUIMICA APLICADA. Celdas Comerciales. Celdas comerciales (pilas). Celda de Leclanché: celda seca. Ánodo. Zn (s) → Zn 2+ (ac) + 2e -. Cátodo. 2NH 4 + (ac) + 2MnO 2 ( s ) + 2e - → Mn 2 O 3 ( s ) + 2NH 3 (ac) + H 2 O ( l ). Voltaje: 1,5 V. Pila de mercurio.

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quimica aplicada

QUIMICA APLICADA

Celdas Comerciales

celdas comerciales pilas
Celdas comerciales (pilas)

Celda de Leclanché: celda seca

Ánodo

Zn (s) → Zn2+(ac) + 2e-

Cátodo

2NH4+(ac)+ 2MnO2(s)+ 2e- → Mn2O3(s)+ 2NH3(ac)+ H2O (l)

Voltaje: 1,5 V

pila de mercurio
Pila de mercurio

HgO (s) + H2O (l) + 2e- → Hg (l) + 2 OH- (ac)

Cátodo

Zn(Hg) + 2 OH- (ac) → ZnO (s) + H2O (l) + 2e-

Ánodo

Voltaje: 1,35 V

Relojes y marcapasos

bater a de plomo 6 celdas en serie
Batería de plomo: 6 celdas en serie

Pb (s) + SO42-(ac) → PbSO4(s) + 2 e-

PbO2(s) + 4 H+(ac) + SO42-(ac)+ 2 e- → PbSO4(s) + 2 H2O (l)

Voltaje: 12 V

bater a de i n litio
Batería de ión litio

Ánodo

Li (s) → Li+ + 1 e-

Cátodo

Li+ + CoO2 + 1e- → LiCoO2 (s)

Voltaje: 3,4 V

Batería de celulares, cámaras de fotos, baterías de notebooks

CoO2

Li+ + CoO2 + 1e- → LiCoO2 (s)

celdas de combustible suministro continuo de reactivos
Celdas de Combustible: suministro continuo de reactivos

2 H2(g) + 4 OH-(ac) → 4 H2O (l) + 4 e-

O2(g) + 2 H2O (l) + 4 e- → 4 OH-(ac)

2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O (l)

Reacción Total:

Voltaje: 1,23 V

quimica aplicada1

QUIMICA APLICADA

ELECTROLISIS

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Electrólisis:permitir que una reacción química no espontánea ocurra mediante el uso de energía eléctrica

Ej. Electrólisis de NaCl fundido Eo = - 4 v

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Cálculos relacionados con la electrólisis

Carga de 1 mol e- = 96.500 C = 1 Faraday

Carga (C) = corriente (A) x tiempo (s)

Cuando se deposita un metal, la carga necesaria depende de la reacción de reducción correspondiente

Se necesitan 3 moles de electrones por mol de Al3+ a depositar

Al3+(ac) + 3 e- → Al (s)

Se necesitan 3 x 96.500 C por mol de Al3+ a depositar

slide11
¿Cuánto calcio se producirá en una celda electrolítica de CaCl2 fundido si se aplica una corriente de 0,452 A durante 1,5 horas?

Ca2+(l) + 2 e- → Ca (s)

Q = corriente (A) x tiempo (s) 1,5 h = 5400 s

Q = 0,452 A . 5400 s = 2441 C

96.500 C___ 1 mol de e-

2.441 C ___ 0,0253 mol de e-

2 mol e- ______1 mol Ca

0,0253 mol e-__ 0,01265 mol Ca  0,506 g de Ca

usos de la electr lisis
Usos de la electrólisis
  • Obtención de sustancias químicas (ej: Al, Cl2 , Na, NaOH)
  • Recubrimientos metálicos (plateado, cobreado, cromado, etc)
  • Protecciones para evitar corrosión.
corrosi n
CORROSIÓN

2 (Fe  Fe2+ + 2 e-)

Corrosión es el proceso redox por el cual los metales se oxidan con el oxígeno (O2) en presencia de humedad.

O2 + 2 H2O + 4 e- 4 OH-

2 Fe + O2 + 2 H2O  2 Fe2+ + 4 OH-

2 Fe2+ + ½ O2 + x H2O  Fe2O3.x H2O

Herrumbre, forma hidratada del hidróxido de Fe (III)

otros metales
Otros metales:

Oro (E° = +1,5 V) no se corroe

Plata (E°= + 0,8 V) Se corroe en presencia de azufre formando Ag2S, se ennegrece

Cobre(E° = + 0,3 V) Forma pátina verde de CuCO3, que protege de corrosión posterior

Aluminio (E° = -1,66V) forma óxido de aluminio que protege de posterior corrosión

protecci n de la corrosi n
Protección de la Corrosión:

PINTURA

PASIVACIÓN: Oxidante fuerte genera capa de óxido. Ej. HNO3

ALEACIÓN: Acero inoxidable (Fe + Cr)

Cubrir superficie con otro metal: Fe con Sn o Zn

PROTECCIÓN CATÓDICA

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Protección catódica:El metal que va a ser protegido se convierte en el cátodo y se lo conecta al ánodo de sacrificio (magnesio o zinc ya que se oxidan fácilmente

Fe/Fe2+ Eo = 0,44 v

Zn/Zn2+ Eo = 0,76 v

Mg/Mg2+ Eo = 2,37 v