por
Daniel
Arcángel López Sauri, M. Sc
Ph.D.
Student
Laboratory
of Physical Chemistry
Applied
Physics Department
CINVESTAV-IPN-Mérida
E-mail: dlopez@mda.cinvestav.mx
En la
actualidad muchos de los esfuerzos de los científicos se centran en la
obtención de nuevos materiales que posean mejores características que los
existentes para optimizar determinados procesos en la industria o los equipos
que se han generado desde la creación de los circuitos eléctricos, tomando en
cuenta que deben ser amigables con el medio ambiente.
Una de las ramas de la química que es
empleada desde el siglo pasado y que aún continúa siendo de gran interés para
el mejoramiento de las propiedades de ciertos materiales es la electroquímica.
La electroquímica es una ciencia muy versátil y lo mismo se puede aplicar en un
método de análisis, en dispositivos de generación y almacenamiento de energía,
como lo son las pilas eléctricas o la obtención de hidrógeno, que en el diseño
y la evaluación de un proceso que prevenga o contrarreste la contaminación del
agua (electrocoagulación y electro-flotación de aguas residuales) así como en
la electro-remediación del suelo. Otro
ejemplo donde la electroquímica se hace presente es en el mecanismo de los
alcoholímetros, donde un metal se oxida mediante el electrodepósito y se
detecta el nivel de alcohol de los conductores ebrios gracias a la reacción redox
del etanol. Las investigaciones
neurológicas requieren de aparatos eléctricos que a su vez miden la energía
eléctrica generada por el movimiento de los iones de sodio y potasio hacia
dentro y hacia afuera de las células, lo cual es un proceso electroquímico.
La electroquímica estudia las
interrelaciones entre los procesos químicos y los procesos eléctricos. El flujo
de electrones desde un punto a otro se llama corriente eléctrica. Cuando la
concentración de electrones se iguala en ambos puntos, cesa la corriente
eléctrica. El material por el cual fluyen los electrones se denomina conductor.
Los conductores pueden ser de dos tipos: conductores electrónicos o metálicos,
y los conductores electrolíticos. La conducción tiene lugar por la migración directa
de los electrones a través del conductor bajo la influencia de un potencial
aplicado. Algunos aparatos eléctricos necesitan aluminio y titanio, la
electroquímica es utilizada en el proceso de galvanización o electrodeposición
de dichos materiales.
Por
ejemplo, para proteger las teteras, éstas son galvanizadas para recubrirlas con
una delgada capa de plata, con el fin de protegerlas de la corrosión y darles
un acabado atractivo. Los objetos que van a ser galvanizados se limpian y
después se colocan en un baño que contiene cationes (átomos cargados
positivamente) del metal que se quiere depositar sobre los mismos. El objeto se
conecta al terminal negativo de una fuente de electricidad, lo que hace que el
objeto atraiga los cationes metálicos del baño y se depositen sobre su
superficie. Esta es una manera de proteger ciertos materiales que se corroen
muy fácilmente al estar en contacto con el medio ambiente, con un material más
resistente a la corrosión.
Los métodos electrolíticos se utilizan también para refinar el plomo, el
estaño, el cobre, el oro y la plata. La ventaja de extraer o refinar metales
por procesos electrolíticos es que el metal depositado es de gran pureza.
También se utiliza para depositar metales y aleaciones en piezas metálicas que
precisen un recubrimiento resistente y duradero. La electroquímica ha avanzado
recientemente desarrollando nuevas técnicas para colocar capas de material
sobre los electrodos, aumentando así su eficacia y resistencia. Tras el
descubrimiento de ciertos polímeros que conducen la electricidad, es posible
fabricar electrodos de polímeros. Estas pruebas se realizan en celdas
electroquímicas, donde los electrodos son colocados en una solución con iones
del metal a depositar, conectados por un circuito, para permitir la
transferencia de electrones.
La técnica de Tafel es una técnica de corrosión muy popular, en la cual
se realiza un barrido del potencial, para observar como varía la corriente con
respecto a ésta. De esta manera puede determinarse el potencial y la corriente
de corrosión .
Existen
muchas técnicas electroquímicas para el
estudio de los materiales, una de las más importantes es el estudio de los
mecanismos de corrosión de los metales, para así poder determinar que material
es más conveniente usar, dependiendo del medio al que estará sometido. Estos
estudios se realizan determinando los potenciales de corrosión, así como la
corriente de corrosión del metal para así conocer el tiempo en que este se verá
afectado por el desgaste debido a la corrosión.
