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La electricidad ya había sido usada para desentrañar la naturaleza de la materia, pero también puede ser usada para la creación de nuevas moléculas.
Primeros intentos de síntesis electrolítica
A mediados del siglo XIX se creía que los compuestos orgánicos e inorgánicos eran independientes entre sí y que los compuestos orgánicos solo podían ser creados por organismos vivos. Adolf Kolbe creía que los compuestos orgánicos podían derivarse de compuestos inorgánicos, directa o indirectamente, mediante procesos de sustitución. Validó su teoría al convertir el disulfuro de carbono (considerado como un material inorgánico), en varios pasos, en ácido acético (un compuesto orgánico típico) (1843-45).
Así, fue el primero en sintetizar un compuesto orgánico a partir de material inorgánico. Previamente, la química orgánica se había dedicado a compuestos que solo se encuentran en organismos vivos. Kolbe también sintetizó ácido salicílico y mostró su valor como conservante. El proceso se llamó síntesis de Kolbe (o reacción de Kolbe-Schmitt), que funciona calentando fenolato de sodio (la sal de sodio del fenol) con dióxido de carbono bajo presión (100 atmósferas, 125°C), y luego tratándolo con ácido sulfúrico.
Alexander Bain pudo, en 1846, reproducir electroquímicamente signos gráficos convencionales utilizando papel empapado en ferrocianuro de potasio. La idea de Bain fue retomada y superada incluso por Bakewell, quien pudo enviar escritura manuscrita. Sin embargo, ambos sistemas de Bain y Bakewell eran inadecuados.
Su trabajo más importante fue sobre la electrólisis de los ácidos grasos (alcanoicos). Fue el primero en aplicar la electrólisis a la síntesis orgánica y demostró que la electrólisis de los ácidos carboxílicos produce la decarboxilación; identificó al grupo funcional carbonilo. Durante la reacción, se desprende CO2. Los radicales alquilos se dimerizan para formar compuestos simétricos.
Mensajes gráficos a distancia
La recepción obtenida con el método de Bakewell fue deficiente, careciendo de sincronismo entre el transmisor y el receptor. Giovanni Caselli los superó a ambos con su pantélegrafo electroquímico o Telégrafo Universal, que también incluía un «aparato de sincronización» para ayudar a que dos máquinas funcionaran juntas.
Esta máquina única fue precursora de lo que conocemos comúnmente como una máquina de fax desde la década de 1980. Una vez completado, el dispositivo final fue recibido con entusiasmo inequívoco por el mundo científico parisino, y se creó una Sociedad del Pantélegrafo para preparar su explotación.
Hecho de hierro fundido y con más de 2 metros de altura, esta máquina primitiva pero efectiva funcionaba de la siguiente manera. El remitente escribía un mensaje en una lámina de estaño con tinta no conductora. Luego, la lámina se fijaba a una placa de metal curvada. El estilete del transmisor escaneaba un documento original moviéndose a lo largo de sus líneas paralelas (tres líneas por milímetro).
Las señales eran transportadas por telegrafía al marcado del mensaje con tinta azul prusiana, el color producido por una reacción química, ya que el papel estaba empapado en ferrocianuro de potasio. Para asegurarse de que ambas agujas escanearan exactamente a la misma velocidad, se usaron dos relojes extremadamente precisos para disparar un péndulo que, a su vez, estaba conectado a engranajes y poleas que controlaban las agujas.
Wilhelm Weber desarrolló, en 1846, el electrodinamómetro, en el cual una corriente provoca que una bobina suspendida dentro de otra bobina gire cuando pasa una corriente a través de ambas. En 1852, Weber definió la unidad absoluta de resistencia eléctrica.
Numero de transporte de Hittorf
Las primeras investigaciones de Johann Hittorf se centraron en los alotrópicos (diferentes formas físicas) del fósforo y el selenio. Entre 1853 y 1859, su trabajo más importante se centró en el movimiento de iones causado por la corriente eléctrica. En 1853, Hittorf notó que algunos iones se movían más rápido que otros.
Esta observación llevó al concepto de número de transporte, la velocidad a la que ciertos iones llevaban la corriente eléctrica. Hittorf midió los cambios en la concentración de soluciones electrolizadas, calculó a partir de estos los números de transporte (capacidades de transporte relativas) de muchos iones y, en 1869, publicó sus leyes que rigen la migración de iones.
Electroplateado
Isaak Adams Jr. fue pionero en el electroplateado de níquel mientras estudiaba con Josiah Parsons Cooke en Harvard de 1858 a 1860. No pudo repetir esta hazaña en el invierno de 1865-66 mientras se dedicaba a platear níquel en más de 100 docenas de puntas de quemadores de gas. Ante esta inconsistencia en 1866, investigó el efecto de impurezas como el zinc, arsénico, cobre y hierro en la electrodeposición de níquel.
Descubrió que el níquel se depositaba mejor en soluciones neutras o ligeramente ácidas, en el rango entre el papel litmus neutral y el rojo Congo. Adams también descubrió que se podían producir ánodos de níquel fundido que se disolvían satisfactoriamente para mantener las soluciones durante el plateado.
Primeras baterías recargables y comerciales
Las baterías de celdas primarias eventualmente perdían toda su electricidad cuando las reacciones químicas se agotaban. En 1859, Gaston Planté sumergió placas de plomo en ácido sulfúrico diluido y probó repetidamente la corriente a través de ellas, produciendo así la primera batería recargable, un sistema ampliamente utilizado todavía hoy. Su celda utilizaba dos placas delgadas de plomo separadas por láminas de goma. Enrolló la combinación y la sumergió en una solución de ácido sulfúrico diluido.
La capacidad inicial era extremadamente limitada, ya que la placa positiva tenía poco material activo disponible para la reacción. Planté había cargado positivamente una de sus placas, convirtiéndola en óxido de plomo. La otra era simplemente plomo, que tenía una carga negativa. Su avance consistió en crear un flujo de electrones desde la placa negativa, hacia afuera de la batería como electricidad, y luego alimentar el flujo de nuevo en la batería, creando así la primera batería recargable o secundaria del mundo.
En 1866, Georges Leclanché patentó un nuevo sistema que tuvo un éxito inmediato. La celda original de Leclanché se ensambló en una maceta porosa. El electrodo positivo estaba formado por dióxido de manganeso triturado con un poco de carbono mezclado. El polo negativo era una barra de zinc. El cátodo se empacaba en la maceta y se insertaba una barra de carbono para actuar como un recolector de corriente.
El ánodo o barra de zinc y la maceta luego se sumergían en una solución de cloruro de amonio. El líquido actuaba como electrolito, penetrando fácilmente a través de la taza porosa y haciendo contacto con el material del cátodo. La «celda húmeda» de Leclanché (como popularmente se le llamaba) se convirtió en el precursor de la primera batería ampliamente utilizada en el mundo, la celda de zinc-carbón.
Para más información PILLARS OF MODERN ELECTROCHEMISTRY: A BRIEF HISTORY
Historia de la electroquímica
- 1. Inicios de la electroquímica
- 2. Comprendiendo la electricidad
- 3. Primeros procesos electroquímicos
- 4. La electroquímica en el descubrimiento de elementos
- 5. Electricidad, calor y resistencia
- 6. Propiedades y primeras baterías
- 7. Síntesis electrolítica
- 8. Finales del siglo XIX
- 9. Comienzos del siglo XX
- 10. Electroquímica del siglo XXI
Como citar este artículo:
APA: (2024-05-23). 7. Síntesis electrolítica. Recuperado de https://quimicafacil.net/historia_electroquimica/7-sintesis-electrolitica/
ACS: . 7. Síntesis electrolítica. https://quimicafacil.net/historia_electroquimica/7-sintesis-electrolitica/. Fecha de consulta 2025-06-18.
IEEE: , "7. Síntesis electrolítica," https://quimicafacil.net/historia_electroquimica/7-sintesis-electrolitica/, fecha de consulta 2025-06-18.
Vancouver: . 7. Síntesis electrolítica. [Internet]. 2024-05-23 [citado 2025-06-18]. Disponible en: https://quimicafacil.net/historia_electroquimica/7-sintesis-electrolitica/.
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