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que la celda genera un potencial máximo de 1.1 volts, denominado fuerzaelectromotriz (fem).Este valor puede ser calculado ...
Aplicaciones De Electroquímica En La ElectrónicaEn la actualidad existen múltiples sistemas de almacenamiento;entre los má...
NanoquimicaUn campo de investigación reciente y muy interesante es el de las máquinasmoleculares. Inspirándose en la mecán...
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Calculos estequiometricos con reacciones quimicas

  1. 1. Calculos Estequiometricos Con Reacciones Quimicas La fabricación de productos químicos es uno de los esfuerzos industriales más grandes del mundo. Las industrias químicas son la base de cualquier sociedad industrial. Dependemos de ellas respecto a productos que utilizamos a diario como gasolina y lubricantes de la industria del petróleo; alimentos y medicinas de la industria alimentaria; telas y ropa de las industrias textiles. Estas son sólo unos cuantos ejemplos pero casi todo lo que compramos diariamente se fabrica mediante algún proceso químico o al menos incluye el uso de productos químicos Por razones económicas los procesos químicos y la producción de sustanciasquímicas deben realizarse con el menor desperdicio posible, lo que se conocecomo ³optimización de procesos´. Cuando se tiene una reacción química, elQuímico se interesa en la cantidad de producto que puede formarse a partir decantidades establecidas de reactivos. Esto también es importante en la mayoría delas aplicaciones de las reacciones, tanto en la investigación como en la industria.En una reacción química siempre se conserva la masa, de ahí que una cantidadespecífica de reactivos al reaccionar, formará productos cuya masa será igual a lade los reactivos. Al químico le interesa entonces la relación que guardan entre sílas masas de los reactivos y los productos individualmente.
  2. 2. Reaccion Oxido Reduccion En ElectroquimicaLas reacciones de reducción-oxidación son las reacciones detransferencia de electrones. Esta transferencia se produce entre unconjunto de elementos químicos, uno oxidante y uno reductor (unaforma reducida y una forma oxidada respectivamente). En dichasreacciones la energía liberada de una reacción espontánea seconvierte en electricidad o bien se puede aprovechar para inducir unareacción química no espontánea.Prácticamente todos los procesos que proporcionan energía paracalentar cosas, dar potencia a los vehículos y permiten que laspersonas trabajen y jueguen dependen de reacciones de óxido-reducción. Cada vez que se enciende un automóvil o una calculadora,se mira un reloj digital o se escucha radio en la playa, se depende deuna reacción de óxido-reducción que da potencia a las baterías queusan estos dispositivos.Fuerza Electromotriz (Fem) En Una Celda ElectroquímicaSe denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energía proveniente de cualquierfuente, medio o dispositivo que suministre comente eléctrica. Para ello se necesitala existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno negativoy el otro positivo) de dicha fuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargaseléctricas a través de un circuito cerrado .A. Circuito eléctrico abierto (sin carga oresistencia) Por tanto, no se establece la circulación de la corriente eléctrica desdela fuente de FEM (La batería en este caso).B. Circuito eléctrico cerrado, con unacarga o resistencia acoplada, a través de la cual se establece la circulación de unflujo de corriente eléctrica desde el polo negativo hacia el polo positivo de la fuentede FEM o batería. Existen diferentes dispositivos capaces de suministrar energíaeléctrica entre los que podemos citar: Pilas o Baterías. Son las fuentes de FEMmás conocidas del gran público. Generan energía eléctrica por medios químicos.Las más comunes y corrientes son las de carbón -zinc y las alcalinas, que cuando
  3. 3. se agotan no admiten recarga. Las hay también de níquel- cadmio(NiCd), deníquel e hidruro metálico (Ni-MH) y de ión de litio (Li-ion), recargables. En losautomóviles se utilizan baterías de plomo-ácido, que emplean como electrodosplacas de plomo y como electrolito ácido sulfúrico mezclado con agua destilada¿QUÉ ES LA FEM?Celdas fotovoltaicas o fotoeléctricas. Llamadas también celdassolares, transforman en energía eléctrica la luz - natural del Sol o la deuna fuente de luz artificial que incida sobre éstas. Su principalcomponente es el silicio (Si). Uno de los empleos más generalizadosen todo el mundo de las celdas voltaicas es en el encendidoautomático de las luces del alumbrado público en las ciudades.También se utilizan en el suministro de pequeñas cantidades deenergía eléctrica para satisfacer diferentes necesidades en zonasapartadas hasta donde no legan las redes del tendido de las grandesplantas generadoras. Las celdas fotovoltaicas se emplean tambiéncomo fuente principal de abastecimiento de energía eléctrica en lossatélites y módulos espaciales. Las hay desde el tamaño de unamoneda hasta las del tamaño aproximado de un plato. Para obteneruna tensión o voltaje más alto que el que proporciona una sola celda,se unen varias para formar un panel. Termopares. Se componen dedos alambres de diferentes metales unidos por uno de sus extremos.Cuando reciben calor en el punto donde se unen los dos alambres, segenera una pequeña tensión o voltaje en sus dos extremos libres.Calculo Fem Y Potenciales De Oxido ReduccionUna de las celdas galvánicas más conocidas es la llamada celda Daniell. Constade dos semiceldas separadas por un vidrio poroso o puente salino. En una deellas se coloca un electrodo de cobre y una solución 1 molar de sulfato de cobre,mientras que en la otra se coloca un electrodo de zinc en una solución 1 molar desulfato de zinc. Al unir los electrodos mediante un medidor potencial, se determina
  4. 4. que la celda genera un potencial máximo de 1.1 volts, denominado fuerzaelectromotriz (fem).Este valor puede ser calculado con base en las reacciones químicas que tienenlugar en la celda y el potencial estándar asociado a estas reacciones. En estecaso, los pares son Cu2+/Cu0 y Zn2+/Zn0.Un potencial más positivo indica una mayor tendencia de las especies a ganarelectrones, esto es, a reducirse. En cambio, a medida que un potencial es másnegativo (o menos positivo) se tiene una mayor tendencia a la oxidación, o sea ala pérdida de electrones. De acuerdo a lo anterior, se puede afirmar que lasreacciones en la celda Daniell seran:Cu2+ + 2e- Cu0Zn0 - 2e- Zn2+La fem de una celda se calcula mediante la relación: fem = Potencial más positivo— Potencial más negativo, sin cambiar nunca los valores reportados en la tabla amenos que las condiciones de concentración, presión o temperatura seandiferentes a las estándar.Electro DepositoLa electrodeposición, o galvanoplastia, es un proceso electroquímico de chapadodonde los cationes metálicos contenidos en una solución acuosa se depositan enuna capa sobre un objeto conductor. El proceso utiliza una corriente eléctrica parareducir sobre la superficie del cátodo los cationes contenidos en una soluciónacuosa. Al ser reducidos los cationes precipitan sobre la superficie creando unrecubrimiento.El espesor dependerá de varios factores.La electro posición se utiliza principalmente para conferir una capa con unapropiedad deseada (por ejemplo, resistencia a la abrasión y al desgaste,protección frente a la corrosión, la necesidad de lubricación, cualidades estéticas,etc.) a una superficie que de otro modo carece de esa propiedad. Otra aplicaciónde la electro posición es recrecer el espesor de las piezas desgastadas p.e.mediante el cromo duro.
  5. 5. Aplicaciones De Electroquímica En La ElectrónicaEn la actualidad existen múltiples sistemas de almacenamiento;entre los más importantes se encuentran los de tipomecánico, eléctrico, químico y electroquímico.Los del tipo eléctrico (supe capacitores) y electroquímico, son lasmás eficientes, fáciles de operar y los de menor costo.Esto se debe a que estos sistemas no se encuentran limitadospor los ciclos termodinámicos, que limitan a los sistemasde almacenamiento del tipo mecánico. Debido a la Complejidadde fabricación de los sistemas eléctricos, los sistemaselectroquímicos han sido los que más éxito han tenido enel campo del almacenamiento de energía.Entre los sistemas electroquímicos más importantes, se encuentran lasbaterías de estado sólido, las celdas de combustible y las celdas deflujo tipo redox. En los últimos años la tecnología electroquímica haexperimentado un gran avance gracias al desarrollo y estudio denuevos materiales electródicos, entre los que se encuentran losrecubrimientos de diamante conductor de la electricidad
  6. 6. NanoquimicaUn campo de investigación reciente y muy interesante es el de las máquinasmoleculares. Inspirándose en la mecánica biológica, muchos han buscado formarsistemas moleculares en movimiento para generar trabajo que promete tenermuchas aplicaciones. De interés especial para estos propósitos son un tipo demoléculas llamadas catenanos y rotaxanos. Los catenanos son estructurasformadas por la interconexión de dos o más macrociclos para formar una especiede cadena, con cada macrociclo tomando el papel de un eslabón. Los rotaxanosson estructuras con una molécula en forma de mancuerna rodeada en el centropor un macrociclo.Los primeros catenanos y rotaxanos fueron sintetizados en la década de 1960,pero no fue sino hasta hace unos años que se empezaron a considerar estasestructuras como posibles fuentes de una aplicación importante. Al principio, lasíntesis de este tipo de estructuras era muy difícil ya que se utilizaban únicamentefuerzas intermoleculares e interacciones ácido-base para dirigir la reacción. Sinembargo, en la actualidad ya no existen ese tipo de impedimentos ya que se handiseñado métodos de síntesis que incorporan metales de transición para dirigir lareacción. Uno de los metales más empleados para esto es el cobre en estado deoxidación (I). Las estrategias más comunes consisten en formar un complejo confragmentos coordinantes acíclicos para luego cerrar los fragmentos mediante unareacción de sustitución u otro tipo de reacción. El centro metálico puede serremovido posteriormente formando una sal insoluble con otro ligante para obtener
  7. 7. el catenano libre.

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