Construcción de una celda electroquímica

Fecha: 21/01/13
1. TEMA DE LA PRÁCTICA: Construcción de una celda electroquímica
2. NÚMERO DE LA PRÁCTICA: 9
3. INTRODUCCIÓN
Una reacción redox ocurre cuando un agente oxidante está en contacto con el agente reductor como la reacción entre el Zn y el Cu. Los electrones se transfieren directamente en la disolución entre el agente reductor hasta el agente oxidante. Si se pudiera separarfísicamente el agente oxidante del agente reductor, sería posible que la trasferencia de electrones se diera a través de un medio conductor externo, en lugar de que se diera de forma directa en la disolución. (Chang, 1992, p. 778)
La reducción se lleva a cabo en el electrodo conocido como cátodo, la oxidación se lleva a cabo en el electrodo conocido como ánodo. (Burns, 2003, p. 526)
Muchas reaccionesde oxidación reducción pueden llevarse a cabo en forma tal que se genere electricidad. En principio siempre puede hacerse en el caso de reacciones de oxidación-reducción espontánea y acuosa si los agentes oxidante y reductor no son iguales (como en la auto-oxidación-reducción del peróxido de hidrógeno). Un arreglo de este tipo para la producción de corriente eléctrica recibe el nombre de celdagalvánica o electroquímica. (Jerome y Lawrence, 1991, pp. 347-348)
En la celda galvánica, también llamada celda voltaica, la electricidad se produce por medio de una reacción redox espontánea. Un ejemplo es de una celda a base de una barra de zinc metálico la cual se introduce en una disolución de ZnSO4 y una barra de cobre metálico se introduce en una disolución de CuSO4. La celda galvánica operacon el principio de que la oxidación de Zn a Zn2+ y la reducción de Cu2+ a Cu pueden llevarse a cabo simultáneamente, en forma separada, con la trasferencia de electrones a través del conductor externo o puente salino. (Chang, 1992, pp. 778-779)
Un puente salino es un tubo lleno de una disolución acuosa o gel que contiene un electrolito fuerte. (Burns, 2003, p. 529)
Se utilizan procesoselectrolíticos en la producción y purificación (refinación) de varios metales. La electrólisis se emplea además para recubrir un metal con otro por un procedimiento que se conoce como galvanoplastia. Por lo regular, el objeto que se va a someter a galvanoplastia por ejemplo un tenedor, una cuchara o un objeto de joyería, se moldea de un metal más económico y luego se recubre de un metal más llamativo yresistente a la corrosión, como oro y plata. El costo del producto terminado es mucho menor al costo del producto hecho de plata pura o de oro puro. (Burns, 2003, p. 526)
A la propiedad llamada potencial del electrodo, la cual es posible asignar un valor numérico, deriva de la capacidad intrínseca de cada par para consumir electrones. Los potenciales del electrodo pueden representarse mediantesímbolos. Cuando dos pares están combinados en una celda completa, el par con el potencial de electrodo más alto proporciona el agente oxidante, absorbiendo electrones en su electrodo, y es positivo. El otro par proporciona el agente reductor, generando electrones en su electrodo y es negativo. (Jerome y Lawrence, 1991, pp. 348-350)
El valor numérico de un potencial de electrodo depende de lanaturaleza de los compuestos químicos particulares, de la temperatura y de las concentraciones de los diferentes miembros del par. (Jerome y Lawrence, 1991, p. 350)
El hecho de que los electrones fluyan de un electrodo a otro indica que existe una diferencia de potencial entre los dos electrodos. Esta diferencia de potencial entre los dos electrodos, llamada fuerza electromotriz, o fem, puede medirseconectando un voltímetro entre los dos electrodos. La fem de una celda galvánica se mide generalmente en volts, también se conoce como voltaje de la celda o potencial de la celda. (Chang, 1992, p. 779)
Una reacción de reducción en un electrodo cuyos solutos son 1 M y cuyos gases están a 1 atm, tiene un potencial que se llama potencial estándar de reducción. (Chang, 1992, p. 780)

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