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ELECTROQUIMICA inicio
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En los electrolitos la corriente eléctrica es un movimiento de los iones de carga positiva o negativa.
La desintegración de sustancia en iones en la disolución se llama disociación electrolítica. Si a través de la solución sometida a la disociación electrolítica se hace pasar corriente continua, los iones positivos (cationes) se dirigen hacia el electrodo negativo (cátodo), mientras que los iones negativos (aniones) se dirigen al electrodo positivo (ánodo). Los conductores que conducen la corriente eléctrica a merced del movimiento de los iones reciben el nombre de electrolitos. El proceso de alteraciones químicas y el movimiento de una sustancia en el electrolito se llama electrolisis.
La cantidad de sustancia depositada en el electrodo desde el electrolito, al atravesar la corriente eléctrica, es proporcional a la intensidad de corriente y al tiempo de su paso. Esta cantidad se determina por la ley de Faraday.
M = β I T La tensión mínima con la cual comienza a circular la corriente a través del electrolito y la descomposición de la sustancia disuelta se llama tensión de descomposición. La tensión de descomposición se puede considerar como diferencia de potencial de dos electrodos separados; el ánodo y el cátodo. Si el electrodo del metal se coloca en la solución de iones del mismo metal, al comunicarle un potencial mas negativo que el normal, empieza a desprender metal ( proceso catódico), mientras que al darle un potencial mas positivo que el normal empieza la disolución del electrodo metálico ( proceso anódico) La diferencia existente entre el potencial normal y el real se llama sobretensión. La tensión total del electrolizador esta dada por la tensión de descomposición, de la sobretensión y la caída de tensión al pasar la corriente a través del electrolito.
ET = E + e + Eo
POTENCIALES ELECTRODICOS NORMALIZADOS EN LAS
SOLUCIONES ACUOSAS A 25 ° C
METAL Potencial en
Voltios
METAL Potencial en
Voltios
Litio
Potasio
Calcio
Sodio
Magnesio
Aluminio
Manganeso
Zinc
Cromo
-3.02
-2.92
-2.87
-2.71
-2.34
-1.67
-1.05
-0.76
-0.71
Cobalto
Níquel
Estaño
Plomo
Hidrogeno
Cobre
Plata
Mercurio
-0.277
-0.25
-0.14
-0.13
0.00
+ 0.34
+ 0.80
+0.85
Principios de Corrosión electroquímica y tipos de ataque, José Antonio Feliu Matas – José Antonio
Fernández, España 1985.
LEY DE OHM : La intensidad de una corriente que atraviesa un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potenciales e inversamente proporcional a su resistencia
I = E R
EFECTO TERMICO : Toda energía eléctrica se transforma en
calor.
Q = E I T
Q = 0,239 I2 R T calorías.
La diferencia de la energía eléctrica total y la energía eléctrica
disipada en forma de calor, se le conoce como poder JOULICO.
pero en la practica es la diferencia del voltaje total de la celda y el
voltaje químico o de reacción.
Q = 0,239 J I cal/s
Para corriente continua :
Q = 0,860 E I t kcal-h
Para corriente alterna monofásica:
Q = 0,860 E I t Cos θ kcal-h
Para corriente trifásica :
Q = 0,860 E I t Cos θ √ 3 kcal-h
EFECTO ELECTROQUIMICO
Los productos de la electrolisis dependen de la
naturaleza del electrólito y del electrodo mismo.
SO4= + H2O + 2F ↔ H2SO4 + ½ O2
CORRIENTE CONTINUA
Si todos los electrones siguen la misma dirección
.
Si la excitación es tal que los electrones cambian
de dirección varias veces cada segundo, decimos
que la corriente sigue caminos alternativos o que
es simplemente una corriente alterna.
CORRIENTE ELECTRICA Y CORRIENTE
ELECTRONICA
Generador
r
- +
Sentido electrónico
Sentido eléctrico
CONDUCTORES : Cualquier material que ofrezca poca resistencia
al flujo de electricidad.
NO CONDUCTORES O AISLANTES: Es un mal conductor de
electricidad o de calor.
SEMICONDUCTORES: Material sólido o líquido capaz de conducir
la electricidad mejor que un aislante. A temperaturas muy bajas, los
semiconductores puros se comportan como aislantes, a altas
temperaturas, mezclados con impurezas o en presencia de luz , la
conductividad semiconductores puede aumentar de forma
espectacular a niveles cercanos a los de los metales.
CONDUCTORES DE PRIMERA CLASE:
• METALES: Son de pequeña resistividad, poseen buena plasticidad, su conductividad eléctrica es de origen electrónico, la resistividad aumenta al aumentar la temperatura y al maquinado que provoca
deformaciones.
• ALEACIONES: Poseen mayores valores de resistividad, las aleaciones son menos plásticas que los metales, pero mas elásticos y poseen resistencia mecánica
• MATERIALES SÓLIDOS: Conducen la corriente
eléctrica sin sufrir modificaciones .
LOS ELECTROLITOS
• Los iónes son los vehículos para la transferencia de corriente y por eso la conductividad de las soluciones acuosas depende de su naturaleza, de su concentración y también de la temperatura.
• El fenómeno del paso de la corriente por el electrolito se denomina electrolisis.
• Al aplicar entre los electrodos una diferencia de potencial se origina un campo eléctrico. Este movimiento de iónes constituye la corriente eléctrica en el electrolito
CONDUCTORES DE TERCERA CLASE La constituyen los conductores mixtos, en la que la corriente
eléctrica circula por conducción parcialmente metálica y electrolítica.
PILA VOLTAICA
f.e.m : depende exclusivamente del tipo de electrodos que la forman, viene determinada por las reacciones químicas que tienen lugar en el circuito de la pila.
d.d.p: refleja los voltios que existen en los bornes de la pila, el interior del generador presenta una cierta oposición al paso de la corriente, lo que provoca una cierta reducción de la tensión aprovechable en los bornes de la pila, cuando la resistencia interna se hace
elevada se produce el rápido agotamiento de la pila.
La cantidad de electrólito descompuesto es proporcional a la cantidad de c.e. que atraviesa una sección cualquiera del electrolito.
Que las cantidades de los distintos electrolitos descompuestos por una misma cantidad de electricidad son proporcionales a sus equivalentes químicos.
Equivalente-Químico = Peso atómico Valencia Para descomponer un equivalente gramo de cualquier electrolito se
requiere la cantidad de electricidad de 96 500 coulombios = 1 F
PRODUCCION ELECTROLITICA Pr = I ( A ) P. Atomic.( g ) ( η ) t( horas) = Kg/tanque/ día 26,8(A-h) n( valencia) 1000 (g/kg)
INTENSIDAD DE CORRIENTE I = ( N° Cátodos - 1 ) 2 A ( DC ) Múltiple I = ( N° Cátodos - 1 ) A ( DC ) Serie
DENSIDAD DE CORRIENTE - Cuando el numero de cátodos es menor o igual a el numero de
ánodos. Dc = I ( N° de cátodos ) 2 A
- Cuando el numero de cátodos es mayor que el numero de ánodos.
Dc = I ( N° de cátodos - 1 ) 2 A
RENDIMIENTO DE CORRIENTE
η = Cantidad depositada práctica X 100
Cantidad a depositarse teórica η = ( ET_)_______
( Eq-elect. ) ( C. E. )
COMSUMO DE POTENCIA ELECTRICA C.E. = ( ET_)_______ = ( P ) ( 24 )____
( Eq-elect. ) (η ) Pr/ Celda/ día
Para arrancar una planta la potencia será:
P = ( I ) ( E ) ( N° de Tanques )
1000
INCREMENTO DE ESPESOR Y DE DEPOSICION
Espesor ( e ) = D________ : cm/ cátodo / día
( W. esp.) ( A )
Deposición ( D ) = ( Pr )_______ : g / cátodo / día
(N° de cátodos / Tanque)
PESOS ESPECIFICOS DE LOS METALES COMUNES ( g / cm3 )
METAL CATODOS
(metal no poroso)
ANODOS
(metal fundido )
Cobre
Aluminio
Oro
Bismuto
Plomo
Cadmio
Níquel
Cobalto
Plata
Zinc
Estaño
8.93
2.70
19.38
9.92
11.35
8.70
8.91
8.92
10.76
7013
7.30
8.70
2.68
19.25
9.74
11.34
8.60
8.85
8.50
10.50
7.10
7.29
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