la entrada del año pasado:http://cienciascic.blogspot.com.es/2011/03/reacciones-de-oxidacion-reduccion.html
y http://cienciascic.blogspot.com.es/2011/04/electrolisis.html
Buenísima página para repasar el tema: http://www.educa.madrid.org/web/ies.isidradeguzman.alcala/departamentos/fisica/temas/redox/introduccion.html
y en http://www.100ciaquimica.net/temas/tema9/index.htm
para repasar haciendo preguntas tipo test: http://www.testeando.es/test.asp?idA=45&idT=jzcmqkay
simulación de una electrolisis: http://group.chem.iastate.edu/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/electroChem/electrolysis10.html y de una valoración potenciométrica: http://webs.uvigo.es/eqf_web/eqf_phmetro.htm
Ejercicios con solución de ajustes de ecuaciones: http://www.elortegui.org.es/ciencia/joomla/datos/2BACHQUM/ejer/ejer%20ajustes%20redox.pdf y en general : http://www.elortegui.org.es/ciencia/joomla/datos/2BACHQUM/ejer/resueltos/Ejercicios%20redox%20con%20solucion.pdf
Uno de los experimentos de química que se suelen hacer en época escolar es el consistente en generar energía eléctrica con un cítrico.
ResponderEliminarComo si de una batería se tratase, se introduce en la naranja o el limón un objeto de cobre (quizás una moneda) y un objeto de zinc (quizás un tornillo galvanizado). Estos dos objetos trabajan como electrodos, causando una reacción electroquímica que genera una pequeña cantidad de electricidad.
A estos polos se conectan sendos cables eléctricos cuyos extremos están a su vez conectados a un led.
La corriente circula a través del ácido cítrico, que actúa como electrolito, y consigue encender levemente el LED.
Comoquiera que el voltaje producido es insuficiente para encender un LED estándar por completo, se ensamblan dos o más cítricos en serie para poder iluminarlo.
A continuación un par de videos en el que se lleva este sencillo experimento a niveles insospechados: encender un rótulo luminoso y… ¡cargar la batería de un iphone!
-http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=j_zoHUykPi4
-http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=9_LLj4_3ZRA
Nuestros teléfonos móviles obtienen la energía necesaria para su funcionamiento de un componente denominado batería. Una batería es un dispositivo que genera energía eléctrica a partir de energía química , es decir, a partir de una reacción química de oxidación-reducción o redox (de tal modo que la reacción de oxidación ocurre en una parte del dispositivo y la reacción de reducción en otra distinta). Pero no sirve cualquier reacción redox. Ha de ser una reacción espontánea.
ResponderEliminar¿Cómo se evalúa la espontaneidad de una reacción química? Gracias a una magnitud que denominamos energía libre de Gibbs. Realmente, es su variación, ∆G, lo que permite a los químicos saber si un proceso es termodinámicamente favorable o no. Cuando la variación de la energía libre de Gibbs es negativa, entonces, el proceso es espontáneo.
ΔG0 = ΔH - TΔS
ΔG0 es la variación de la energía libre de Gibbs. Es un parámetro que sirve para calcular el grado de espontaneidad de una reacción. Se mide en julios.
ΔH es la variación de entalpia de la reacción. La entalpia es la cantidad de energía desprendida o absorbida por la reacción. En principio, todos los sistemas tienden a tener el menor estado posible de energía, por lo que es mas fácil que las reacciones exotérmicas sean las espontaneas. La entalpia también se mide en julios.
T es la temperatura a la que sucede la reacción, medida en grados Kelvin.
ΔS es la variación de entropía. La entropía es el grado de desorden de un sistema (a mayor entropía mayor desorden). Por lo tanto, si ΔS es positivo, quiere decir que el sistema ha ganado desorden (sus moléculas están mas dispersas). En teoría, las reacciones que ganen desorden serán espontaneas, pero la energía que intervenga desde fuera del sistema puede cambiar esto.
Las baterías más sencillas que se desarrollaron en un principio fueron las baterías de litio.
la batería consta de dos electrodos. Un ánodo donde se produce la oxidación (se liberan electrones) y un cátodo , donde se produce la reducción (llegan los electrones.) Los electrones viajan desde el ánodo al cátodo a través del circuito eléctrico externo, nunca a través de la disolución.
En un principio el ánodo consistía en una pieza de litio metálico que al oxidarse generaba iones Li(I) que podían viajar por la disolución hasta el cátodo donde otro elemento químico se reduce.
El cátodo debe ser un material capaz de insertar iones Li(I), debe ser conductor electrónico e iónico y al mismo tiempo presentar un elemento que se pueda reducir. Un ejemplo es el caso del sulfuro de titanio (IV), que presenta estructura laminar (láminas unidas por fuerzas de Van der Waals) de modo que puede alojar cationes Li(I) en los espacios interlaminares y al mismo tiempo , el Ti(IV) puede reducirse a Ti (III) .
El ánodo de litio metálico se sustituyó por litio sobre grafito para así poder evitar la toxicidad asociada al litio metálico. También se están investigando materiales anódicos basados en litio retenido en polímeros Actualmente se está intentando reemplazar el litio por otros elementos reductores menos tóxicos, como el sodio.
¿Qué ocurre cuando nuestro teléfono comienza a parpadear? Se agota la batería. Lo que realmente ocurre es que se están agotando los oxidantes y reductores implicados en el proceso espontáneo.
Cuando cargamos el teléfono lo que hacemos es aplicar energía para invertir el proceso. Es necesario aportar energía pues el proceso no es espontáneo (la variación de la energía libre de Gibbs es positiva). ¿De dónde procede esta energía? Es la energía elétrica que llega a nuestro móvil cuando le conectamos al enchufe.
En la descarga se regeneran las especies de partida de modo que cuando finalice el proceso (nuestro móvil nos avisa con un pitido o una lucecita verde parpadeante) el proceso espontáneo puede volver a producirse y ya podemos volver a coger nuestro teléfono.
El diseño de baterías ha ido evolucionando con los años hasta reducirse su tamaño y hacerse cada vez más pequeñas, seguras y ligeras.
Los cubiertos, joyas y demás objetos de plata se oscurecen con el tiempo y se hace necesaria su limpieza para que vuelvan a recuperar el aspecto anterior.
ResponderEliminarPero, ¿no es un metal noble? ¿no quiere decir eso que no reacciona con los demás elementos? ¿cómo puede oxidarse?
En efecto el oro (Au), el platino (Pt) y la plata (Ag) son denominados metales nobles por la poca interacción que tienen con las demás sustancias, aunque eso no quiere decir que no reaccionen. En el caso que nos ocupa, la plata no se oxida, no reacciona con el oxígeno (O2) del aire, sino con el azufre, que se encuentra en la atmósfera bajo la forma de sulfuro de hidrógeno (H2S), un gas producto de la combustión del carbón y del petróleo.
Al reaccionar la plata con el azufre se forma sulfuro de plata (Ag2S), que empaña la plata. Primero la superficie se cubre de un punteado pardo amarillento que se va oscureciendo hasta volverse negra con el paso del tiempo y con la acción de la luz, ya que la mayor temperatura facilita la reacción.
Un equipo de investigación español ha diseñado un nuevo chip que, introducido dentro del cerebro, permite registrar la actividad neuronal in situ y liberar fármacos en caso de necesitarlos. De momento ha sido probado experimentalmente in vivo en ratas pero abre un mundo de posibilidades a tratamientos de enfermedades neurodegenerativas, como el Parkinson, el Alzheimer o la epilepsia.
ResponderEliminarActualmente, en el mundo de la neuromedicina, se utilizan microelectrodos fabricados en silicio. Estos implantes tienen ciertos efectos secundarios, lo que, según explica la investigadora del CSIC en el Instituto de Microelectrónica de Barcelona, Rosa Villa, “ha limitado la expansión definitiva de esta técnica para el desarrollo de interfaces cerebro-máquina”. Este nuevo dispositivo es flexible y biocompatible y al estar fabricado sobre un polímero SU-8, permite integrar el registro microscópico de la actividad neuronal con la aplicación de fármacos.
Y es que, como explica la investigadora del CSIC en el Instituto Cajal Liset Menéndez de la Prida, coordinadora científica del proyecto, “En muchos casos, la detección de la epilepsia, el Parkinson y el Alzheimer sólo puede realizarse a través de electrodos implantados de forma semicrónica en el cerebro de los pacientes. Las tecnologías empleadas para ello deben ser, por ello, lo menos invasivas posible y garantizar una respuesta biocompatible, así como la integridad de los circuitos neuronales adyacentes al implante”.
Esta innovación en materia de salud ha sido publicado en la revista técnica Lab en el Chip y se trata de un paso muy importante en la creación de dispositivos que interaccionen con el cerebro a escalas microscópicas. De hecho, a nivel tecnológico la principal novedad ha sido la integración de los electrodos al mismo nivel que la superficie del polímero. Posteriormente, explica la investigadora en Ikerlan y responsable de la parte tecnológica, Ane Altuna, “la integración de los canales fluídicos se llevó a cabo mediante técnicas de litografía y el desarrollo de un sistema de encapsulado que garantiza el registro y la liberación simultánea de los fármacos”.
De momento se ha probado en experimentos in vivo en ratas. El siguiente paso en el desarrollo es testar los nuevos dispositivos en pruebas de usuario para diseñar prototipos orientados a la biomedicina. El equipo, actualmente, está buscando empresas interesadas en la patente para una vez analizada su viabilidad, fabricar esta tecnología a gran escala.