4.1. Introducción

      4.1.1. Balance de reacciones redox

4.2. Celdas Galvánicas o celdas voltaicas

     4.2.1.  Potenciales estándar de reducción

     4.2.2.  Agentes oxidantes y reductores

     4.2.3.  La FEM y cambio de energía libre

4.2.3.1.  Efecto de la concentración sobre al FEM. Ecuación de Nernst
4.2.3.2.  FEM y la constante de equilibrio

4.3. Celdas Electrolíticas

4.3.1. Electrólisis de sales fundidas

4.3.2. Electrólisis del agua

4.3.3. Electrólisis de disoluciones acuosas

4.3.4. Aspecto cuantitativo de la electrólisis

La energía eléctrica y los procesos químicos
Todos estamos familiarizados, conocemos o hemos escuchado sobre cualquiera de las dos situaciones que describimos a continuación.
 

Reacciones Óxido-Reducción (REDOX)

Cuando la reacciones redox, son espontáneas, liberan energía que se puede emplear para realizar un trabajo electrico. Esta tarea se realiza a través de una celda voltaica (o galvánica).

Las Celdas galváncias, son un dispositivo en el que la transferencia de electrones, (de la semireacción de oxidación a la semireacción de reducción), se produce a través de un circuito externo en vez de ocurrir directamente entre los reactivos; de esta manera el flujo de electrones (corriente electrica) puede ser utilizado.

La diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo, se denomina potencial de celda E⁰_celda y coincide con la FEM.

El potencial de celda, E⁰_celda, de una celda galvánica siempre será positivo. Esto coincide con lo que deciamos en un prinicpio, la reacción redox debe ser una reacción es espontánea, para que se genere una celda galvánica.

Hasta este punto hemos empleado los potenciales estándar de reducción, como una herramienta para examinar celdas voltaicas.

También, podemos usar los valores de E^o_red, como una ayuda valiosa para entender la química de las reacciones acuosas y generalizar la relación entre el valor de E^o_red y la espontaneidad de la reducción redox.

Un examen de las medias reacciones de la tabla  muestra que:

a)    F2 es la especie que se reduce con más facilidad y es por tanto el agente oxidante más fuerte:   

Hasta el momento, hemos podido calcular el E⁰_(Celda), haciendo uso de los Potenciales Estándar de Reducción a 25°C, lo que quiere decir que hemos encontrado el Potencial de Celda, pero a condiciones estándar.

Los estudios realizados sobre celdas galvánicas, han revelado que hay una depedncia entre la concentrarción de reactivos y productos en la reacción de la celda y la FEM.

Electrólisis

Es el proceso que utiliza energía eléctrica para inducir una reacción redox que no es espontánea. Se lleva a cabo en celdas electrolíticas, que son impulsadas por una fuente externa, (una batería u otra fuente de corriente eléctrica), que actúa como una bomba de electrones, como se muestra en el siguiente esquema: