Celdas gálvanicas

Práctica 2.
Construcción de escalas de potencial y su aplicación en la predicción de reacciones

Resumen

En esta práctica de escala de potenciales y su aplicación se determinara la fuerza reductora de Zn,Fe,Cu, así como la información que da una escala de potenciales, y del uso que se da en la industria química para saber si una reacción se puede efectuar sin tener que hacer tantaspruebas. Se explicara el funcionamiento de una celda electroquímica y de las partes que la componen.

Introducción

En las reacciones de óxido-reducción existen dos especies participantes: el oxidante el reductor y la partícula que se intercambia es el electrón (e-). La oxidación es un proceso por medio del cual, una especie química pierde e-, por lo tanto, la reducción es el proceso contrarioen el cual una especie química gana electrones:
Al – 3 e- Al+3 Semirreación de oxidación
Al+3 + 3 e- Al0 Semirreación de reducción
Una especie química es aquella especia química capaz de oxidar a otra, reduciéndose, y un
reductor es una especie química capaz de reducir a otra, oxidándose. El ión permanganato (MnO4-) es un oxidante fuerte pues gana o aceptae- reduciéndose a Mn+2:
MnO4 + 5 e- Mn+2
Para predecir las reacciones de óxido reducción, se utiliza una escala con los valores constantes
de los potenciales normales. Esta técnica nos ayuda a visualizar en forma rápida las reacciones posibles en el caso de que existan varias especies redox en una misma disolución. En la parte superior de la escala de colocando losoxidantes, y en la parte superior los reductores. A valores grandes de potencial aumenta la fuerza de los oxidantes (hacia la derecha) y la fuerza de los reductores aumenta entre más pequeño sea el potencial normal del par (hacia la izquierda). El electrodo de referencia (Electródo Normal de Hidrógeno, ENH), tiene un potencial por convención de 0.000 volts.
Oxidantes fuertes
Agente oxidante: gana e- yse reduce.
ENH Reducción: ganancia de e-.

Reductores fuertes 0.000 v
Agente oxidante: dona e- y se oxida.
Oxidación: perdida de e-.
Una reacción redox factible es aquella que se lleva a cabo entre un oxidante fuerte y un reductor fuerte, la línea que va en la escala va de derecha aizquierda para que se pueda llevar a cabo, pendiente positiva.
Los potenciales estándar de reducción E°red guardan relación con la capacidad de las sustancias
para servir como agentes oxidantes o reductores. Las especies de lado izquierdo de las medias reacciones actúan como agentes oxidantes, y las de lado derecho, como agentes reductores. A medida que E°red se torna más positiva, la fuerzaoxidante de las especies de la izquierda aumenta conforme E°red se torna más negativo, la fuerza reductora de las especies de la derecha aumenta.

Ecuación de Nernst
Cuando se llega al punto donde ya no hay más reacciones posibles, la reacción llega al equilibrio y se analizan entonces las especies que quedan al final para saber cuales imponen el potencial al equilibrio o final (E). Este potencial sepuede calcular entre el oxidante y el reductor finales por medio de la ecuación de Nernst.
E=E^0+0.0592/n_(e-) log [oxd]/[red] Expresión de Nernst para una reacción: ∆E=∆E^0+0.0592/n log⁡k

Constante de equilibrio
k_(eq=([reductor]^a [oxidante]^b)/([oxidante]^c [reductor]^d ))
Al recordar la parte de equilibrio químico, se dice que si keq es mayor que uno, el equilibrio seencuentra desplazado hacia productos. El producto (resultado de la multiplicación) de las concentraciones de los productos (numerador), será mayor que el producto de las concentraciones de los reactivos (denominador) y lo contrario si keqesmenor que uno.

Coeficiente de reacción
La expresión Q de una reacción tiene la misma ecuación que la expresión de la keq para dicha reacción. Sin embargo, el...