CURSO: ELECTROQUIMICA
TRADUCCION: ELECTROCHEMISTRY
SIGLA: QIM118
CREDITOS: 10
MODULOS: 04
REQUISITOS: FIZ020C y QIM110
DISCIPLINA: QUIMICA
I. OBJETIVOS
1. Familiarizar al alumno con los conceptos fundamentales de electroquimica.
2. Desarrollar el estudio de la conduccion ionica en aquellos aspectos que inciden en los dispositivos electroquimicos.
3. Analizar los fenomenos de transferencia de carga en la interfase y los de transporte de masa en cuanto a su relacion con las reacciones electrodicas.
4. Aplicar estos conceptos en las celdas galvanicas y en las celdas electroliticas. Todo esto complementado con practicas de laboratorio.
5. Al finalizar el curso, el alumno debe ser capaz de manejar estos conceptos en sus aplicaciones fundamentales, tanto en su caracter cualitativo como cuantitativo.
II. CONTENIDOS
1. Electrolisis y electrolitos
1.1 Numero de transporte.
1.2 Conductividad de electrolitos y su medicion practica.
1.3 Conductividad equivalente y su significado.
1.4 Factores que influyen sobre la conductividad.
1.5 Conductividad en electrebiles. fundidos.
1.6 Electrolitos fuertes y debiles.
2. Celdas galvanicas
2.1 Introduccion; su importancia practica.
2.2 Energia de una pila medicion de su tension electrica.
2.3 Influencia de la temperatura, de las concentraciones y de las presiones sobre la tension electrica.
2.4 Tension electrodo-solucion. Potencial de Volta y potencial de Galvani. Electrodo simple, electrodo multiple, electrodo de gas, electrodo de amalgama.
2.5 Electrodo de oxido-reduccion.
2.6 Tension electrica relativa y absoluta.
2.7 Tension electrica de difusion entre electrolitos.
2.8 Pilas de concentracion.
2.9 Serie de tensiones.
3. Electrolisis y reacciones electroquimicas
3.1 Leyes de Faraday y rendimiento en corriente.
3.2 Polarizacion de electrodos y tension de descomposicion.
3.3 Mecanismo de transferencia de carga en el electrodo
3.3.1 Sobretension de transferencia.
3.4 Fenomenos de transporte y sobretension de descomposicion.
3.5 Transporte consecutivo con reaccion quimica.
3.6 Metodos de evaluacion de la corriente y sus aplicaciones.
3.7 Procesos catodicos
3.7.1 Descarga de hidrogeno. Teorias.
3.7.2 Descarga de cationes. Sobretension de cristalizacion.
3.8. Procesos anodicos
3.8.1 Descarga de aniones
3.8.2 Disolucion de metales.
3.8.3 Pasivacion
3.9 Despolarizacion.
3.10 Tension de electrodos en procesos redox.
4. Laboratorio Conductividad. Se determina experimentalmente la constante de una celda de conductividad. Utilizando esta misma celda se estudia la influencia de la concentracion la temperatura del electrolito sobre la conductividad equivalente de un electrolito a concentracion infinitesimal.
5. Laboratorio Coulombimetros y rendimiento en corriente. Se ilustra experimentalmente la validez de las leyes de Faraday. Se conoce y opera algun tipo de coulombimetro y se determina el rendimiento en corriente en un proceso electroquimico practico.
6. Laboratorio Fuerza electromotriz. Se mide el potencial individual de uno o varios electrodos. Se construye una pila, se le mide su FEM y temperatura sobre la FEM, de una pila y se estudia la influencia de la carga sobre la tension de bornes. Se estudia la influencia de la temperatura sobre la FEM, de una pila y se determina el valor de G, H y S de la reaccion de la carga sobre la reaccion de la celda.
7. Laboratorio de Celda de Combustion. Se construye y opera una celda de combustible. Se estudia su rendimiento haciendola trabajar con diferentes cargas.
8. Laboratorio Electrocristalizacion Catodica. Efecto de los aditivos. Utilizando un conjunto de 3 celdas en serie, se realiza un electrodeposito tipo electro-refino industrial de esta?o a partir de electrolitos con diferentes aditivos. La observacion y comparacion de los diferentes electrodepositos obtenidos se realiza utilizando un microscopio. Se determina la concentracion optima de uno de estos aditivos.
9. Laboratorio Sobrepotencial de difusion. Se estudia el efecto de la agitacion del electrolito en el sobrepotencial de la reduccion del ion Cu2+ a cobre metal. Se determina el valor de la densidad de corriente limite para el proceso de una concentracion muy baja de ion Cobre.
III. METODOLOGIA
- Clases expositivas.
- Sesiones experimentales en el laboratorio.
IV. EVALUACION
- 3 pruebas: 70%
- Examen: 30%
V. BIBLIOGRAFIA
Minima:
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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE*