El Átomo y la electricidad; La Electroquímica.

Átomo del Carbono (C)

El átomo es, segun la RAE, "la cantidad menor de un elemento químico que tiene existencia propia y se considera indivisible. Se compone de un núcleo, con protones y neutrones, y de electrones orbitales, en número característico para cada elemento químico."
Estas partículas (electrones), con un tamaño y masa casi despreciable, son capaces en ocasiones de moverse de un átomo a otro, este es el origen de la electricidad.


El estudio de la electricidad tomó impulso con Luigi Galvani; había observado como las patas de unas ranas que colgaban de unos ganchos de latón se encogían al tocar una valla metálica. Y pensó que, de alguna manera, la pata de la rana producía electricidad.

Pila de Volta

Experimento de Luigi Galvani con las patas de rana

Pero Alessandro Volta le dio un enfoque distinto: tal vez sea una reacción al paso de una corriente eléctrica externa. Una de las experiencias que realizó para comprobar el paso de corriente eléctrica entre metales distintos consistía en poner su lengua entre los mismos, clasificándolos en función del sabor que notaba. De esta manera separó aquellos metales que dejaban un sabor ácido de aquellos que dejan un sabor alcalino. Y dejándose guiar por el calambre que notaba al poner en contacto metales distintos, decidió que la mejor combinación era la de zinc con cobre.
Cuando Volta descubrió que la contracción de la pata se producía por una corriente eléctrica que circulaba a través de los nervios del batracio, pensó que tal vez podríamos hacer circular esta corriente por otro medio conductor distinto. Y así, acumulando discos de cobre y zinc, separados tan solo por paños humedecidos en una disolución salina y conectando sus extremos por un conductor, creó la primera pila de Volta.

Alessandro Volta mostrandro su pila de Volta

La pila de Volta se basa en unas reacciones químicas conocidas como reacciones redox o de oxidación-reducción. En estas reacciones un elemento pierde electrones, mientras que otro los gana:
El elemento que pierde electrones queda cargado positivamente mientras que el que gana electrones quedará cargado negativamente, y, como resultado, cuando ponemos ambos en contacto, los electrones correrán del polo negativo hacia el positivo.

Una vez descubierto un método para poder manejar la electricidad a placer, muchos científicos se sintieron intrigados por los posibles efectos que podía tener sobre la química.
Humphry Davy aplicó la electricidad a la química, creando una nueva rama, la electroquímica. De este modo, aplicando corrientes eléctricas a disoluciones distintas, fue capaz de aislar los elementos magnesio, bario, estroncio, calcio, sodio, potasio, boro y cloro.

Uno de los descubrimientos más importantes que produjo la electroquímica fue la electrólisis del agua (Descubridores Sir Anthony Carlisle junto a William Nicholson). Al aplicar una corriente eléctrica lo suficientemente intensa se observó que aparecían las burbujas de dos gases distintos, que se podían recoger utilizando unos tubos de ensayo invertidos sobre los electrodos (cátodo y ánodo). Mientras que uno de los gases tenía la capacidad de avivar una llama (oxígeno), el otro resultaba tremendamente combustible, dando lugar a una pequeña explosión al acercar una cerilla (hidrógeno). Y lo que es más llamativo: el volumen de hidrógeno recogido era el doble que el de oxígeno.
Este descubrimiento condujo a la comprendión de que las moléculas como las del agua (H2O) tienen esa fórmula tan comúnmente usada, que se expresa con el subíndice 2 la proporción en que se encuentra.

Con la ayuda de otro ilustre químico, Avogradro, se llegó a entender que esa proporción de volúmenes tenía su origen en la relación entre el número de cada uno de los átomos presentes en la molécula de agua.

***ANEXO: MATERIALES CONDUCTORES***

Un material se considera buen conductor cuando posee una baja resistencia a la electricidad. En la siguiente tabla muestro en orden ascendente algunos conductores:

Entre esos elementos o materiales se encuentran el silicio (Si), el galio (Ga) y el germanio (Ge), esos elementos son menos propensos a ceder electrones cuando los atraviesa una corriente eléctrica y sólo la deja pasar en un solo sentido y se lo impedide en sentido contrario.
El cristal de silicio(Si), que posee una conductividad de 0'0435s/m(siemens/metro), es el elemento más utilizado en la actualidad como material semiconductor para fabricar diodos, transistores, circuitos integrados y los microprocesadores que utilizan los ordenadores, así como otros dispositivos digitales.