Fuerza Electromotriz

Cuando los electrones fluyen a través de un cable, o los iones fluyen a través de una solución, generan electricidad. Este flujo de electrones, o, más específicamente, carga eléctrica, se define como una corriente eléctrica. Pero, Qué hace que fluyan los electrones?

Considere una reacción redox entre el cobre y el zinc. Cuando se coloca un electrodo de zinc en una solución de iones de cobre, los electrones se transfieren de una sustancia a otra. El zinc, que tiene una mayor tendencia a perder electrones, se oxida en iones de zinc, mientras que los iones de cobre se reducen a cobre sólido.

En esta reacción, los electrones fluyen del zinc al cobre, pero esta reacción no genera electricidad. Ahora, considere que los reactivos, zinc y cobre, están físicamente separados y conectados a través de un conductor externo como un cable. La tendencia de los reactivos a ganar o perder electrones aún persiste, lo que hace que los electrones fluyan a través del cable, que conecta las dos semirreacciones.

Este flujo de electrones constituye una corriente eléctrica y puede alimentar aparatos eléctricos como una bombilla. La corriente eléctrica se mide en amperios. Un amperio equivale al flujo de un culombio de carga eléctrica por segundo, correspondiente a 6, 24 10¹⁸ electrones por segundo.

El flujo de corriente eléctrica es similar al agua que fluye por una cascada. El agua es impulsada por la diferencia de energía potencial gravitacional, mientras que el flujo de electrones es impulsado por la diferencia de energía potencial eléctrica entre los reactivos. Esta diferencia en la energía eléctrica potencial se describe mediante los términos diferencia de potencial, fuerza electromotriz o potencial de celda.

El potencial de celda es una medida de la fuerza impulsora entre dos reactivos y la tendencia a la transferencia de electrones. El potencial de celda de dos reactivos aislados se mide con un voltímetro, que se lee en el voltaje de celda. Un voltio se correlaciona con un joule de energía potencial por un culombio de carga eléctrica.

Un alto potencial de celda indica una gran fuerza impulsora y una mayor facilidad de transferencia de electrones. Por último, el potencial de celda, o fuerza electromotriz, depende de la naturaleza de los reactivos, la temperatura de reacción, y la concentración de iones presentes en la reacción.