Tipuri de sisteme

CURSUL 2

TIPURI DE SISTEME ELECTROCHIMICE.

REACŢII ELECTROCHIMICE

Reacţiile electrochimice sunt reacţii de oxido-reducere, în care transferul de electroni

se realizează unidirecţional, spre deosebire de reacţiile chimice de oxido-reducere în care

transferul de electroni are loc haotic, în orice zonă a mediului de reacţie şi în toate direcţiile.

Transferul unidirecţional al electronilor se realizează prin introducerea în mediul de reacţie a doi

electrozi, uniţi în exterior printr-un conductor metalic. Pentru ca fluxul de electroni să fie

continuu trebuie ca mediul de reacţie – electrolitul – să fie bun conducător de electricitate, fiind

alcătuit chiar din particulele care participă la reacţie.

Reacţiile electrochimice se desfăşoară exclusiv în sistemele electrochimice, alcătuite din

electrozi, electrolit şi conductori metalici exteriori.

Semnul şi denumirea electrozilor pentru sistemele conduse şi cele autoconduse sunt

legate de natura proceselor care au loc la electrozi.

Reacţiile de oxidare sunt procesele electrochimice de cedare de electroni, care se

desfăşoară întotdeauna la anod, iar reacţiile de reducere sunt procesele electrochimice de

acceptare de electroni, care au loc la catod.

R → Ox + z e− 1 1 1 (1)

Ox2 + z2e → R2 −

(2)

Un sistem electrochimic este un ansamblu de elemente în care au loc reacţii de tip

redox, ca urmare a unui transfer de sarcină la nivelul interfeţelor de tip solid–lichid.

Figura 1. Schema unui sistem electrochimic

Sistemele electrochimice sunt alcătuite din:

- electrozi – conductori metalici în contact cu electrolitul, care asigură transferul de

electroni între particulele reactante;

- electrolitul – mediul de reacţie care asigură trecerea curentului electric;

- conductori metalici exteriori – fac legătura între cei doi electrozi şi asigură circulaţia

curentului între aceştia.

2

Electrodul este sistemul format dintr-un metal (conductor electronic) în contact cu un

electrolit (conductor ionic). Convenţional, scrierea simbolică a unui electrod se face prin lanţul

electrochimic: M | electrolit.

Caracteristica de bază a electrodului o reprezintă încărcarea electrică a zonei de contact

dintre cele două faze diferite (interfaţă). În acest mod, pe zona de contact apare stratul dublu

electrochimic SDE. Când electrodul nu este străbătut de curent electric exterior, cele două faze

diferite se încarcă cu sarcini electrice egale şi de semn contrar. Apariţia SDE la contactul metal |

electrolit generează o diferenţă de potenţial între cele două faze, numită potenţial de electrod.

Valoarea potenţialului de electrod determină tipul de reacţie la electrod.

În funcţie de sensul reacţiilor, sistemele electrochimice se pot clasifica în sisteme

conduse şi sisteme autoconduse.

Figura 2. Sistem electrochimic condus (celulă de electroliză)

Sistemele conduse sau celulele de electroliză sunt sisteme electrochimice în care, cu

ajutorul energiei electrice debitată de o sursă exterioară de curent se produc reacţii

electrochimice la electrozi. În urma reacţiilor de la electrozi rezultă diferiţi produşi de electroliză,

de aceea aceste sisteme mai sunt cunoscute şi sub denumirea de sisteme producătoare de

substanţă.

De exemplu, în procesul de electroliză descris în Figura 1, reacţiile electrochimce care

se desfăşoară la cei doi electrozi sunt următoarele: