Una celda electroquímica es un dispositivo capaz de obtener energía eléctrica a partir de reacciones químicas, o bien, de producir reacciones químicas a través de la introducción de energía eléctrica. Un ejemplo común de celda electroquímica es la 'pila' estandar de 1,5 voltios. En realidad, una 'pila' es una celda galvanica simple, mientras una batería consta de varias celdas conectadas en serie
Hay dos tipos fundamentales de celdas y en ambas tiene lugar una reacción redox, y la conversión o transformación de un tipo de energía en otra:
La celda voltaica transforma una reacción química espontanea en una corriente eléctrica, como las pilas y baterías. También reciben los nombres de celda galvanica, pila galvanica o pila voltaica. Son muy empleadas por lo que la mayoría de los ejemplos e imagenes de este artículo estan referidos a ellas.

La celda electrolítica transforma una corriente eléctrica en una reacción química de oxidación-reducción que no tiene lugar de modo espontaneo. En muchas de estas reacciones se descompone una sustancia química por lo que dicho proceso recibe el nombre deelectrolisis. También se la conoce como cuba electrolítica. A diferencia de la celda voltaica, en la célula electrolítica, los dos electrodos no necesitan estar separados, por lo que hay un sólo recipiente en el que tienen lugar las dos semirreacciones.

Las celdaselectroquímicas fueron desarrolladas a finales del siglo XVIII por los científicos Luigi Galvani y Allesandro Volta por lo que también se las denomina celda galvanica o voltaica en su honor.
Una celda electroquímica es un dispositivo experimental por el cual se puede generar electricidad mediante una reacción química (celda Galvanica). O por el contrario, se produce una reacción química al suministrar una energía eléctrica al sistema (celda Electrolítica). Estos procesos electroquímicos son conocidos como “reacciones electroquímicas” o “reacción redox” donde se produce una transferencia de electrones de una sustancia a otra, son reacciones de oxidación-reducción.
La celda electroquímica consta de dos electrodos, sumergidos en sendas disoluciones apropiadas, unidos por un puente salino y conectados por un voltímetro que permite el paso de los electrones.

Sus componentes característicos son:
1. Anodo: Es el electrodo sobre el que se produce la oxidación. El agente reductor pierde electrones y por tanto se oxida.
M ———> M+ + 1e-
Por convenio se define como el polo negativo.

2. Catodo: Es el electrodo sobre el que se produce la reducción. El agente oxidante gana electrones y por tanto se reduce.
M+ + 1e- ———> M
Por convenio se define como el polo positivo.

3. Puente Salino: Es un Tubo de vidrio relleno de un electrolito que impide la migraciónrapida de las sustancias de una celda a otra, permitiendo no obstante el contacto eléctrico entre ambas. El electrolito suele ser una disolución saturada de KCl retenida mediante un gel.
4. Voltímetro: Permite el paso de los electrones cerrando el circuito. Mide la diferencia de potencial eléctrico entre el anodo y el catodo siendo la lectura el valor del voltaje de la celda.
TIPOS de CELDAS ELECTROQUIMICAS:
1. Celda Galvanica.
• Permite obtener energía eléctrica a partir de un proceso químico
• La reacción química se produce de modo espontaneo
• Son las llamadas pilas voltaicas o baterías.

2. Celda electrolítica.
• La reacción no se da de forma espontanea.
• No se obtiene energía eléctrica. La aplicación de una fuente de energía externa produce una reacción química.

CIRCULACIÓN DE LA CORRIENTE:
La electricidad se transporta en una celda a través de 3 mecanismos:
a. Conducción por los electrones en el electrodo.
b. Conducción iónica. Los cationes (cargas positivas) y aniones (cargas negativas) transportan electricidad por el interior de la celda.
c. Acoplamiento de la conducción iónica en la disolución con la conducción de los electrones en los electrodos. Son las reacciones de oxidación-reducción que se producen.
POTENCIAL DE LA CELDA.
La corriente de electrones fluye del anodo al catodo porque hay una diferencia de energía potencialentre los dos electrodos. El potencial de la celda o fuerza electromotriz (fem) que aparece reflejado en el voltímetro se obtiene de:
Epila = Ecatodo- Eanodo
Hay que tener en cuenta que no podemos medir los potenciales absolutos, con los instrumentos de medida de voltaje sólo podemos medir diferencia de potencial.
El potencial relativo de un electrodo vendra dado por:
ERelativo = EElectrodo- EReferencia
Para que los datos puedan ser aplicados de una manera general se refieren a un electrodo de referencia: Electrodo Estandar de Hidrógeno que se le da por convenio el valor de 0,00 voltios.
Se obtiene así una tabla de potenciales estandar EO referidos al electrodo de hidrógeno medidos a temperatura de 25 ºC (298 Kelvin)

Por convenio se define una fem estandar de la celda:
Eopila = Eocatodo- Eoanodo
La diferencia de potencial es una medida de la tendencia que tiene la reacción de transcurrir de un estado de no-equilibrio a un estado de equilibrio.
El potencial de la celda depende de:
• Naturaleza de los Electrodos
• Naturaleza de los Iones
• Concentración
• Y Temperatura
Quedando todos los parametros reflejados en la ecuación de Nerst:

EJEMPLO DE CELDA ELECTROQUÍMICA GALVANICA: Pila Daniell.
Catodo: Disolución de CuSO4 (1M) y electrodo de Cu.

Anodo: Disolución de de ZnSO4 (1M) y electrodo de Zn.

Proceso global:

Eopila = Eocatodo-Eoanodo = 0,34-(-0,763) = 1,103V
Lo que quiere decir que la reacción se da de modo espontaneo.

Siendo la concentración de los electrodos, y de las especies sólidas en general, igual a 1M la ecuación quedaría:



El electrodo estandar de hidrógeno
Consta de una pieza de platino sumergida en una disolución de concentración unidad de iones hidronio; ademas, se burbujea hidrógeno gas a través de la superficie de platino en una corriente ininterrumpida, de modo que la presión de hidrógeno se mantiene constante a 1 atmósfera. Es decir, se trata de un electrodo de gas: (Pt) H2 (1 atm) / H+ ( 1 M )

Según que actúe como polo negativo o positivo en una pila, la reacción que tiene lugar en el electrodo de hidrógeno es:
anodo : H2 → 2 H+ + 2 e- ; Eºoxi= 0,00 voltios 
catodo : 2 H+ + 2 e- → H2 ; Eºred = 0,00 voltios
Este electrodo tiene como inconveniente su difícil manejo. Por esta razón, se usan otros electrodos, mas cómodos y que tienen un potencial fijo frente al hidrógeno. El mas usado es el electrodo de calomelanos, constituido por mercurio líquido y una disolución saturada de Hg2Cl2 y KCl 1 M, cuyo potencial a 25 ºC es 0,28 voltios frente al electrodo de hidrógeno.
Para determinar el potencial estandar de un electrodo o semipila determinado (es decir, cuando las concentraciones de las sustancias que intervienen en la reacción son la unidad), se formauna pila entre este electrodo y el de hidrógeno y se mide el potencial (siendo precisos, la diferencia de potencial) entre los electrodos de la pila.
Activa en el simulador 'Ver circulación de electrones', y recuerda que los electrones se mueven desde puntos de menor potencial eléctrico a puntos de mayor potencial. Por tanto, el electrodo negativo (de menor potencial) es en el que se produce la oxidación, ya que en él se generan los electrones que van al electrodo en el que se produce la reducción, que es el de mayor potencial.


Un electrodo es un conductor eléctrico utilizado para hacer contacto con una parte no metalica de un circuito, por ejemplo un semiconductor, unelectrolito, el vacío (en una valvula termoiónica), un gas (en una lampara de neón), etc. La palabra fue acuñada por el científico Michael Faraday y procede de las voces griegas elektron, que significa ambar y de la que proviene la palabra electricidad; y hodos, que significa camino.1

Electrodo metal-ión metal: el electrodo metalico esta sumergido en una disolución que contiene iones de este metal.
Metal (no inerte) en solución de su ión metalico. El electrodo interviene en la reacción.
Ejemplo: electrodo de plata sumergido en solución de Nitrato de Plata