REACCIONES DE OXIDACIÓN – REDUCCIÓN
Científicos más destacados
El descubrimiento por el físico italiano Alessandro Volta de la primera pila eléctrica va a provocar una gran conmoción en el campo de la química. La comunicación hecha ante la Royal Society de Londres data del 20 de marzo de 1800. Los generadores electroquímicos derivados de la pila de Volta van a permitir disponer de corriente continua, y serán las bases de prodigiosos avances en el electromagnetismo y la electroquímica.
En 1786, el profesor de Anatomía de la Universidad de Bolonia, Luigi Galvani, se dio cuenta de que los músculos de las ancas de rana presentaban espasmos frente a una descarga eléctrica y que se contraían y relajaban en contacto con dos metales distintos. Galvani supuso, erróneamente, que estas contracciones de los músculos de las ancas de la rana, al contacto con una pieza bimetálica de cobre y cinc, eran provocadas por el tejido muscular.
Michel Faraday (1791- 1867) fue uno de los grandes científicos experimentales del siglo XIX. Las investigaciones de Faraday sobre el paso de la electricidad a través de las disoluciones le llevaron en 1830 a las leyes de Faraday sobre la electrolisis, investigando la relación existente entre la cantidad de electricidad que atraviesa una disolución y la cantidad de sustancia transformada. Dichas investigaciones de Faraday fueron la base remota de las primeras reflexiones sobre la existencia de una unidad elemental de carga como constituyente universal de toda la materia y de una posible estructura del átomo, puesto que mostraban la relación entre éste y la electricidad.
El concepto de ion introducido por Faraday, según el cual un átomo de un elemento dado se asocia a cierta carga eléctrica, siempre la misma, es el primer indicio experimental de la naturaleza discontinua de la electricidad. Se vislumbra ya aquí la primera partícula subatómica el electrón como carga elemental universal de toda la materia, aunque su conocimiento efectivo tuvo que esperar hasta principios del siglo XX. Realizo grandes aportaciones al electromagnetismo. Descubrió la inducción electromagnética.
Humphry Davy (1778-1829), célebre químico británico, conocido especialmente por sus experimentos en electroquímica, por el descubrimiento y obtención de numerosos elementos químicos por electrolisis y por su invento de la lámpara de seguridad en la minas.
Fabricó la mayor batería construida hasta entonces, con 250 células y pasó una corriente eléctrica potente a través de soluciones de varios compuestos, descubrió y preparo los siguientes elementos nuevos:
sodio, potasio, calcio, magnesio, estroncio, bario y boro. Sus experimentos con los ácidos indicaron que es el hidrógeno, y no el oxígeno, el que produce las características
Alesandro Volta (1745-1827) En 1793, demostró que la corriente eléctrica que aparecía al contacto de dos metales distintos con el músculo tenía su origen en las piezas de metal y no en el tejido animal. Volta fue el primero en construir, en 1800, un generador de corriente continua, la pila de Volta. Consistía en un conjunto de discos apilados de cinc y plata, separados por trozos de cartón empapados con agua salada. Este invento resulto de una enorme trascendencia técnica y científica. La pila de Volta
John Frederic Daniell (1790-1845)
Miembro de la Royal Society desde los veintitrés años. Invento el higrómetro en 1820 para medir la humedad.
Contribuyo al desarrollo de la electroquímica, mejoró la batería de Volta que disminuía de intensidad rápidamente. Consiguió una batería de vida más larga, que se denomina Pila de Daniell, de cobre y cinc. La pila de Daniell fue
COMENTARIO DE TEXTO
“En 1786, el profesor de Anatomía de la Universidad de Bolonia, Luigi Galvani, se dio cuenta de que los músculos de las ancas de rana presentaban espasmos frente a una descarga eléctrica y que se contraían y relajaban en contacto con dos metales distintos.
Galvani supuso, erróneamente, que estas contracciones de los músculos de las ancas de la rana, al contacto con una pieza bimetálica de cobre y cinc, eran provocadas por el tejido muscular. En
1793, Alesandro Volta demostró que la corriente eléctrica que aparecía al contacto de dos metales distintos con el músculo tenía su origen en las piezas de metal y no en el tejido animal. Volta fue el primero en
construir, en 1800, un generador de corriente continua, la pila de Volta. Consistía en un conjunto de discos apilados de cinc y plata, separados por trozos de cartón empapados con agua salada.
Este invento resulto de una enorme trascendencia técnica y científica. La pila de Volta producía por primera vez un flujo continuo de carga eléctrica a través de un conductor, lo que permitió el inicio del camino para el aprovechamiento de la energía eléctrica.”
Pocos descubrimientos suscitaron un interés tan general como la pila de Volta, y tal vez ninguno conoció un éxito tan rápido. El afortunado inventor recibió todos sus honores debidos a su genio. Napoleón, entonces primer cónsul de Francia, lo invitó a París; una medalla de oro fue estampada para agasajar a tan ilustre visitante. L´Academie de París y la Royal Society de Londres lo nombran miembro. Más adelante en 1811 se inmortalizaron sus méritos eligiendo el nombre del físico de Pavia para designar la unidad del Potencial eléctrico y de la fuerza electromotriz:
el “voltio”, en su honor.
GUÍA DE LECTURA:
1. Lee detenidamente el texto y realiza un resumen del mismo.
2. Señala del mismo la idea principal.
3. Pon un título adecuado al mismo, que destaque su contenido.
4. Señala que observo Galvani y cómo lo explico.
5. Cómo explico Volta la observación de Galvani.
6. ¿Quién crees que tenía razón? ¿Por qué?
7. Busca información y realiza un resumen biográfico de Luigi Galvani y de Alesandro Volta, señalando sus principales aportaciones a la Ciencia.
8. Explica porqué a las pilas se les denomina células galvánicas.
9. Señala algunas aplicaciones de sus investigaciones y las principales implicaciones sociales de las mismas.
10. Explica en que consiste una pila y como funciona. ¡Qué papel juegan en la pila las rodajas de papel impregnados de solución de sal?
11. ¿Por qué cuanto mayor número de elementos (pisos) posea la pila es más efectiva.
12. Realiza un informe de cómo se desarrollaron las investigaciones sobre la producción de
electricidad desde la época de Volta hasta la actualidad, señalando los principales científicos y
sus aportaciones más relevantes sobre este tema.
COMENTARIO DE TEXTO
“ Michel Faraday (1791- 1867) fue uno de los grandes científicos experimentales del siglo XIX. Fue hijo de un herrero y aprendiz de librero y de encuadernador hasta los dieciocho años. Asistió a las magistrales conferencias que Davy daba en la Royal Institutión, convirtiéndose más tarde en discípulo de Humphry Davy, quién a pesar de sus enorme contribución a la ciencia, señalo al termino de su brillante carrera: “Mi mayor descubrimiento ha sido Michel Faraday” Las investigaciones de Faraday sobre el paso de la electricidad a través de las disoluciones le llevaron en 1830 a las leyes de Faraday sobre la electrolisis,
investigando la relación existente entre la cantidad de electricidad que atraviesa una disolución y la cantidad de sustancia transformada. Dichas investigaciones de Faraday fueron la base remota de las primeras reflexiones sobre la existencia de una unidad elemental de carga como constituyente universal de toda la materia y de una posible estructura del átomo, puesto que mostraban la relación entre éste y la electricidad. Con lo que se comprobaba que el átomo no era indivisible, como había pensado Dalton en 1808. El concepto de ion introducido por Faraday, según el cual un átomo de un elemento dado se asocia a cierta carga eléctrica, siempre la misma, es el primer indicio experimental de la naturaleza discontinua de la electricidad. El descubrimiento de la existencia de los iones (átomos con carga) abría la puerta al descubrimiento poco más tarde del electrón. Se vislumbra ya aquí la primera partícula subatómica el electrón como carga elemental universal de toda la materia, aunque su conocimiento efectivo tuvo que esperar hasta principios del siglo XX, su nombre fue dado por Johnston Stoney que propuso en 1891 una unidad de carga eléctrica, siendo descubierto en 1897 por J.J Thomson, mediante sus investigaciones sobre las desviaciones experimentadas por los rayos catódicos en los campos eléctricos y magnéticos. En 1831 Faraday descubre la inducción electromagnética, lo que tienen una gran influencia más adelante en la producción de electricidad”
GUÍA DE LECTURA:
1. Lee detenidamente el texto y realiza un resumen del mismo.
2. Señala del mismo la idea principal.
3. Pon un título adecuado al mismo, que destaque su contenido.
4. Explica en qué consiste la electrolisis.
5. Señala los resultados que obtuvo Faraday en sus investigaciones sobre la electrolisis y cómo los explico.
6. Explica las leyes de Faraday sobre la electrolisis.
7. Busca información y realiza un resumen biográfico de Michel Faraday, señalando sus principales aportaciones a la Ciencia y sus descubrimientos científicos más importantes.
8. Señala algunas aplicaciones de sus investigaciones y las principales implicaciones sociales de las mismas.
9. Explica en que consiste una célula electrolítica y como funciona.
10. Realiza un informe de cómo se desarrollaron las investigaciones sobre las aplicaciones de la
electricidad desde la época de Faraday hasta la actualidad, señalando los principales científicos
COMENTARIO DE TEXTO
EL PRIMER EXPERIMENTO ELÉCTRICO DE FARADAY.
“Querido Abbott.
He hecho últimamente unos pocos experimentos galvánicos sencillos, solamente para aclararme en los primeros principios de la ciencia. Fui a Knight para conseguir níquel y pensé que tendrían cinc maleable. Me enteré y compré algo. Lo obtuve con el propósito de formar discos y, junto con cobre, hacer una pequeña batería; ¡la primera que yo completé contenía el inmenso número de siete pares de platos! ¡Y del tamaño inmenso de medio penique cada uno! Yo, señor, los cubrí con siete monedas de medio penique e intercalé entre ellas siete, o más bien seis, trozos de papel mojados en una solución de muriato de sosa (cloruro sódico).
Pero no se ría más, querido Abbott; más bien, sorpréndase del efecto producido por este trivial aparato, pues fue suficiente para descomponer el sulfato de magnesio; un efecto que me sorprendió enormemente, porque yo no podía imaginar que este agente fuera capaz de tal resultado. Entonces se me ocurrió una idea puse en contacto la parte inferior y superior de la pila y la solución, mediante alambres de cobre. (...).De que se había producido un fenómeno galvánico estaba seguro, porque ambos alambres se cubrieron al poco tiempo de burbujas de algún gas que corría por la disolución. Mi prueba de que el sulfato se descompuso fue que, en unas dos horas, la solución clara se puso turbia: el magnesio se había suspendido en ella”
(Carta de Faraday a su amigo Benjamin Abbott, 12 de julio de 1812) GUÍA DE ACTIVIDADES:
1. Explica a qué tipo de experimentos galvánicos sencillos, se refiere Faraday en el texto.
2. ¿Qué quiere decir Faraday con aclarase en los primeros principios científicos?
3. Haz montado alguna vez un sencillo circuito eléctrico con pila, cable y bombilla.
Diséñalo mediante un dibujo y realízalo.
4. Haz montado alguna vez una cuba electrolítica (circuito con pila, cable, barras de grafito y vaso con disolución de electrolito. Diséñala y realiza la experiencia. ¿Qué ocurrirá en las barras de grafito. ¿Compruébalo?
5. En el texto habla Faraday de los efectos producidos por el trivial aparato. ¿A qué aparato se refiere y a que efectos? ¿cómo lo construyo?
6. Explica como realiza Faraday la electrolisis.¿Qué electrolito usa? ¿Qué electrodos? ¿Qué fenómenos observa en cada uno de los electrodos? ¿Cuál es la causa de la turbidez de la solución? ¿Cuál es el gas que se desprende? ¿De que electrodo se desprende el gas?
7. ¿Cómo se desplaza la corriente eléctrica a través de la disolución? ¿En que se
basa Faraday para pensar qué el sulfato se había descompuesto?
MICHAEL FARADAY (1791-1867)
Está considerado como uno de los científicos experimentales más importantes del siglo XIX. Cuando entró de aprendiz de encuadernador sólo había cursado los estudios de primaria. Se educó de forma autodidacta. Su carrera científica comenzó cuando consiguió una plaza de ayudante de Humphy Davy. Ambos científicos emprendieron un viaje por Europa, que contribuyó a ampliar la formación científica de Faraday y le brindó la oportunidad de conocer a científicos famosos.
Durante su colaboración con Davy, Faraday publicó diversos trabajos, entre los que se incluyen estudios de condensación de gases (dióxido de carbono, cloro,
sulfuro de hidrógeno) y el aislamiento de algunas sustancias orgánicas, como el benceno. Parece ser que el prestigio de Faraday produjo unas relaciones tensas entre él y su maestro, oponiéndose éste al nombramiento de Faraday como miembro de la Royal Society. Desarrolló las leyes de la electrólisis. Demostró que la cantidad de sustancia depositada en los electrodos era directamente proporcional a la cantidad de electricidad que pasaba por una cuba electrolítica.
Estudió la obtención de metales como plomo, estaño y cinc por electrólisis. La carga de un mol de electrones (96485 C/mol) se denomina, en su honor, constante de Faraday. Las contribuciones de Faraday a la física fueron todavía más importantes. Proporcionó la base experimental y las ideas básicas de la teoría del electromagnetismo.
GUÍA DE LECTURA:
1. Elabora un informe biográfico de Faraday, una cronología, en el que se destaque su personalidad, sus principales aportaciones a la ciencia. La relación que mantuvo con sus contemporáneos. Las aplicaciones de sus investigaciones y las principales implicaciones sociales de las aportaciones de sus investigaciones.
COMENTARIO DE TEXTO
“
UN POCO DE HISTORIA DEL PROCESO HALLProbablemente, el proceso electrolítico más importante para la obtención de un metal es el de la producción de aluminio. Este proceso se desarrolló por Charles Hall en 1866 cuando tenía 22 años. En esa época, el precio del aluminio era más caro que el de la plata o el oro. Se decía que la gente rica hacía ostentación de su fortuna utilizando cubiertos de aluminio. El problema más grave que tuvo que resolver Hall fue electrolizar el Al2O3, a una temperatura inferior a su punto de fusión de 2000°C. Después de varios intentos encontró una sustancia que disolvía el Al2O3 a temperaturas razonables, esta sustancia era la criolita (Na3AIF6). Pasando corriente eléctrica a través de esta mezcla fundida sería posible obtener aluminio. La mezcla Al2O3 y criolita fundida la colocó en una sartén de hierro y la corriente eléctrica la obtenía de baterías que había fabricado con botes para conservar fruta. Este mismo proceso fue descu- bierto de forma independiente por el francés Paul Héroult en 1886 de la misma edad que Hall. Una vez que se empezó a usar el proceso a nivel industrial, el precio del aluminio descendió rápidamente. El aluminio metálico se usa en gran escala en las industrias de la construcción, llegando a ser un metal común y familiar.
