ELECTROQUÍMICA
Energía Eléctrica Energía Química
FISICOQUÍMICA
ELECTROQUÍMICA
Estudio de las propiedades eléctricas de las soluciones y de los electrolitos, estableciendo una relación entre la acción química y eléctrica de estos sistemas
Estudio de la interrelación de los fenómenos químicos y eléctricos
Relación de la Electroquímica con otras Ciencias
Biología QuímicaGeología
ELECTROQUÍMICACiencia interdisciplinaria de enorme importancia teórica y
práctica
Ciencia de Materiales
Ingeniería Metalurgia
Electroquímica
QUÍMICA
Tercera ley de la termodinámica,
Cinética de las reacciones iónicas en
solución y la relación de termodinámica, variaciones en los
cambios de energía libre y contenido de calor en las reacciones químicas
Concepto de pH y constantes de
disociación a partir de la Electroquímica de
soluciones
solución y la relación de Bronsted – Bjerrum a partir de la teoría electroquímica de Debye - Hückel
Electrólisis Depositación de metales
Aproximación de la mitad de los modelos
modernos de análisis en solución
Química coloidal dependiente de la fisicoquímica de las
interfases electrificadas
Síntesis usando electrodos
Electroquímica
Metalurgia
Formación de monocristales grandes a partir de metales en
solución
Separación de los metales a partir de mezclas en solución
Propiedades de los materiales y su estabilidad
Extracción de metales a partir de sus
minerales disueltos en sales fundidas
Electroquímica
Ingeniería
Celdas de combustible(Convertidores de
energía electroquímica)
Han proporcionado energía para vehículos
espaciales
Vehículos funcionando vía fuentes de energía
electroquímica
Se evita el desprendimiento de CO2 a la atmósfera
Electroquímica
Biología
+ Transmisión de impulsos a través de los nervios.
+ Estabilidad de la sangre
Equilibrio de membranas de la
célula
Equilibrio de aminoácidos y proteínas
+ Función de macromoléculas involucradas en procesos biológicos
proteínas dependiente del pH
Fotosíntesis(proceso
fotoelectroquímico)
Transporte de carga electroquímica e interacción en la
doble capa
Mecanismo bioquímico involucrando reacciones electroquímicas
Alimentos Trabajo mecánico
Electroquímica
Geología
Suelo
Ciertos tipos de movimientos de suelo
Tixotropía Concentración de los iones que
afectan el campo a través de la doble
capa
Mezcla viscosa de materia sólida suspendida en agua, con una
consistencia muy densa
Interacción de las dobles capas entre
las partículas coloidales
presente depende
Electroquímica
Ciencia de Materiales
Nuevos materiales de electrodo
Protección a la fotocorrosión de semiconductores
Escudos contra interferencia
electromagnética
sensores
Polímeros Orgánicos Conductores
¿QUÉ PUEDE HACER LA ELECTROQUÍMICA?
Áreas de Incidencia
a) Electroplateado y Terminado de Superficiesa) Electroplateado y Terminado de Superficies
b) Maquinado Electroquímico
c) Análisis Electroquímico
d) Síntesis Electroquímica y Recuperación de Materiales
e) Materia Prima no Proveniente del Petróleo. BIOMASA
a) Electroplateado y Terminado de Superficies
a) Plateado de objetos metálicos y no metálicos con metales o aleaciones o algunos otros tipos de terminados de superficies.
Aplicación: En la industria automotriz y en la manufactura de utensilios domésticos
b) Endurecimiento de superficies de objetos sujetos a uso pesado, por ejemplo, ejes mecánicos electroplateados con “cromo-duro”
c) Plateado de reflectores plásticos (superficies con alta reflectividad)
d) Decapado electrolítico (grabado de agua fuerte)
e) Electroplateado de componentes microelectrónicos para producir patrones de rango de micrómetro con una precisión inalcanzable por otros métodos.
b) Maquinado Electroquímico
� Acanalado Interno Estirado (Internal grooving)
� Labrado Externo (External shaping)
� Cavado y Resaltado de Volúmenes (Cavity sinking)� Cavado y Resaltado de Volúmenes (Cavity sinking)
� Horadado (Plunge cutting)
� Torneado (Turning)
� Taladrado (Trepanning)
b) Maquinado Electroquímico
Representación esquemática de las diferentes operaciones de maquinado electroquímico
c) Análisis Electroquímico¡Los procesos electroquímicos son especialmente adecuados para
análisis químico cuantitativo!
La respuesta eléctrica de un sistema electroquímico al
analito se efectúa cuantitativamente
Y puede convertirse a señales aceptables a la
instrumentación electrónica y a los cuantitativamente electrónica y a los
procesos computacionales, por ejemplo, el método
polarográfico
Los métodos electroanalíticos evalúan cantidades traza de
elementos o compuestos, siendo
Métodos: a) De muy alta sensibilidadb) De muy alta selectividadc) De gran facilidad de
automatización
d) Síntesis Electroquímica y Recuperación de Materiales.
Desde el inicio de la electroquímica, la electrólisis se ha usado para preparar compuestos y especialmente para separar elementos de
compuestos
Ruta química
SíntesisRuta electroquímica: Más adecuada para la
preparación de sustancias con gran tendencia a reaccionar con la contraparte apropiada para regenerar el estado a partir del cual ellas fueron producidas. Estas son sustancias fuertemente
oxidantes o fuertemente reductoras.
Cl2, HOCl, cloratos, percloratos, H2O2,
MnO2, CrO3
H2, Na, otros metales alcalinos, metales
alcalinotérreos y Mg, Al, Zn
d) Síntesis Electroquímica y Recuperación de Materiales.
Electroquímica Orgánica.
Compuestos orgánicos sintetizados a escala semi-industrial o industrial
� Plomo tetraetilo� Plomo tetraetilo
� Ácido Sebásico
� Salicilaldehido
� Óxido de Propileno
� Sorbitol
� Ácido glucónico
� Adiponitrilo (materia prima a gran escala para producción de nylon)
d) Síntesis Electroquímica y Recuperación de Materiales.
AluminioConstituye el más
importante producto electrometalúrgico
Tiene gran afinidad por el oxígeno y por esto podría ser considerado un potente combustible
Buen material para construcción
Las baterías hechas con Al, aire y electrolito salino son las más ecológicamente aceptables
Son más caras pero son convenientes en donde la energía eléctrica no es disponible: botes pesqueros, transmisores de TV, faros marinos, cima de montañas, campamentos lejanos y para usos domésticos en países no desarrollados.
Se usa para protecciones especiales que requieren muy alta temperatura
Es ele elemento más abundante después del oxígeno y silicio. Los yacimientos de Bauxita son enormes.
Biomasa
5 x 1010 toneladas métricas de C se fijan fotosintéticamente cada año
Equivalentes a:4.2 x 1015 toneladas métricas de CO2 que son iguales a de CO2 que son iguales a 4.8 x 1020 calorías que se almacenan anualmente en la biomasa
e) Materia Prima no Proveniente del Petróleo. BIOMASA
Biomasa: Materiales producidos por plantas terrestres o acuáticas como resultado directo de la fotosíntesis
Biomasa proveniente de:
a) Tierra, agua dulce y agua de mar
b) Utilización de material de desecho de origen biológico (basura urbana y agrodeshechos)
Combustibles, reactivos orgánicos y sus productos de transformación: CH4, H2, EtOH, etc.
Proceso
electroquímico
BIOMASASe llama biomasa a todos los materiales producidos por plantas que han crecido en tierra o en agua como resultado directo de la fotosíntesis
Monómero
PolímeroBiomasa
Los componentes poliméricos, la más grande fracción en peso de la biomasa, llevan a cabo varias funciones:
�Almacenaje de alimento (almidón)�Soporte estructural de las plantas (celulosa y hemicelulosa)�Conducción de agua en las plantas�Conversión de energía solar (ligninas).
Polímero
PRODUCTOS DE IMPORTANCIA INDUSTRIAL PROVENIENTES
DE LA BIOMASA
Calendario del Mundo Representando Diferentes Tiempos en la Historia de la Tierra
Origen de la tierra
4.5x 109 años
Origen de la
Microfósiles más viejos 2.5x 109 años
Fósiles eucarióticos más viejos 1.2x 109 años
Era cámbrica 570x 106 años
Depositación de carbón y petróleo. Vida sobre la tierra 400x 106 años
Origen de la vida
3.5x 109 años
Organismos fotosintéticos ancestrales
3 x 109 años