¿Qué es un proceso electroquímico?
Un proceso electroquímico es una reacción química que causa o es causada por el movimiento de la corriente eléctrica. Estos procesos son un tipo de reacción de oxidación-reducción en la que un átomo o molécula pierde un electrón a otro átomo o molécula. En las reacciones electroquímicas, los átomos o moléculas en la reacción están relativamente lejos entre sí en comparación con otras reacciones, lo que obliga a los electrones que se transfieren a viajar una distancia mayor y, por lo tanto, producen una corriente eléctrica. Muchos fenómenos naturales se basan en procesos electroquímicos, como la corrosión de los metales, la capacidad de algunas criaturas marinas para generar campos eléctricos y el funcionamiento de los sistemas nerviosos de los humanos y otros animales. También juegan un papel importante en la tecnología moderna, más prominentemente en el almacenamiento de energía eléctrica en las baterías, y el proceso electroquímico llamado electrólisis es importante en la industria moderna.
Las actividades de los sistemas nerviosos, desde las reacciones simples y los comportamientos instintivos que se encuentran incluso en animales primitivos hasta la compleja habilidades de aprendizaje y razonamiento de los seres humanos, dependen de los procesos electroquímicos. Las neuronas utilizan procesos electroquímicos para transmitir información a través del sistema nervioso, lo que permite que el sistema nervioso se comunique consigo mismo y con el resto del cuerpo. Para enviar una señal, los procesos químicos en la neurona generan un impulso eléctrico que se envía a través de una estructura alargada llamada axón hasta que alcanza la sinapsis, el punto de contacto entre la neurona y las células vecinas. En la sinapsis, la electricidad provoca la liberación de productos químicos llamados neurotransmisores, que cruzan la sinapsis a la célula que se está señalando. Los neurotransmisores luego se unen químicamente con estructuras llamadas receptores en la célula diana, lo que desencadena procesos bioquímicos adicionales dentro de él.
La capacidad de los peces comoEl resultado de un proceso electroquímico es el resultado de un proceso electroquímico. El pescado eléctrico posee células especializadas llamadas electrocitos. Las proteínas de transporte se unen con iones positivos de potasio y sodio en la célula y las llevan, acumulando una carga eléctrica en la célula. Cuando se necesita esta electricidad, una parte del sistema nervioso llamado núcleo de comando medular envía un impulso eléctrico a otras células nerviosas, lo que desencadena la liberación del neurotransmisor acetilcolina. El neurotransmisor se une con los receptores de acetilcolina de los electrocitos, lo que desencadena la liberación de la carga de los electrocitos.
Las baterías eléctricas usan procesos electroquímicos para almacenar y liberar electricidad. Las reacciones químicas dentro de las celdas eléctricas que constituyen la batería crean una diferencia en la carga entre las dos mitades de cada celda, produciendo corriente eléctrica. Las baterías recargables producen electricidad con reacciones químicas que son REversible, y así se puede devolver a su configuración química original si se aplica electricidad desde una fuente externa. Las reacciones en baterías no recargables no tienen esta calidad, aunque generalmente producen más energía eléctrica que una batería recargable que puede proporcionar con una sola carga.
Una variedad de diferentes reacciones químicas se utilizan en baterías. Las baterías de níquel-cadmio, que se usan comúnmente en luces y electrodomésticos, se basan en reacciones separadas de cadmio y níquel con un alcalino, generalmente una solución de hidróxido de potasio (KOH) y agua. Las baterías de hidruro de níquel-metal son similares, pero reemplazan el cadmio con un compuesto intermetálico hecho de manganeso, aluminio o cobalto mezclado con metales de tierras raras como praseodimio, lantano y cerio. Las baterías de litio pueden usar una variedad de reacciones que involucran compuestos de litio, con el tipo más común que usa dióxido de manganeso (MNO 2 ) y una solución de perclorato de litio (Liclo 4 ), dimetoxietano (c
La electrólisis es un proceso electroquímico en el que la corriente eléctrica se usa para desencadenar reacciones químicas en una sustancia que contiene iones libres, llamado electrolito. El electrolito se derrite o se disuelve en un disolvente, y dos electrodos, llamados ánodo y cátodo, se sumergen en él. Cuando se aplica un potencial eléctrico entre los electrodos, la electricidad comienza a fluir entre ellos, y cada electrodo comienza a atraer iones con lo contrario de su propia carga. Los iones ganan o pierden electrodos a los electrodos, causando la oxidación de moléculas cerca del ánodo y la reducción de aquellos cerca del cátodo. La electrólisis se utiliza en muchas áreas de procesos industriales, incluida la metalurgia, la producción de productos químicos como el clorato de potasio y (kclo 3 ) ácido trifluoroacético (c 2 hf 3 o 2 ), y elExtracción de elementos altamente reactivos que no se encuentran en su forma elemental en la naturaleza, como el sodio y el magnesio.