INFORME DE CELDAS ELECTROQUIMICAS

Práctica Nº1: CELDAS ELECTROQUIMICAS
1. OBJETIVOS
Construcción de pilas galvánicas a partir de diferentes pares redox o semiceldas.
Emplear la ecuación de Nernst para obtener cálculos teóricos.

2. FUNDAMENTO TEORICO
TIPOS DE CELDAS ELECTROQUÍMICAS

Las celdas electroquímicas pueden distinguirse en dos tipos fundamentales:

Celdas galvánicas: se caracterizan porque a partir de unareacción química espontánea, de oxidación-reducción se produce una corriente eléctrica.

Celdas electrolíticas: en este caso por acción de una corriente eléctrica externa, se produce una reacción que de otras maneras no ocurriría de manera espontánea.

En todas las técnicas de análisis electroquímico podremos identificar algo en común: en todas ellas es posible encontrar una celda de medida, conun número variable de electrodos, (igual o mayor que dos), donde se realizará la determinación. Una descripción más detallada nos permite reconocer en una celda los siguientes componentes:




Cátodo: se denomina al electrodo donde ocurre la reacción de reducción

Ánodo: se denomina al electrodo donde ocurre la reacción de oxidación

Puente salino: generalmente construido en un soportetipo gel (agar), contiene una solución de un electrolito fuerte (Nitrato o cloruro de potasio, por ejemplo), y se incorpora a la celda para asegurar el equilibrio iónico en el sistema.

Reducción: reacción donde ocurre una disminución del estado de oxidación, generalmente por la ganancia de electrones.

Oxidación: reacción donde ocurre un aumento del estado de oxidación, generalmente por lapérdida de electrones.

Ambas reacciones se tienen que dar simultáneamente.

CELDA GALVÁNICA
La pila galvánica (o celda galvánica) también es llamada pila voltaica o pila electroquímica, desde que Alessandro Volta inventó la pila de Volta, la primera batería eléctrica. En el uso común, la palabra "batería" incluye a una pila galvánica única, pero una batería propiamente dicha consta de variasceldas.

Una celda galvánica consta de dos semipilas (denominadas también semiceldas o electrodos). En su forma más simple, cada semipila consta de un metal y una solución de una sal del metal. La solución de la sal contiene un catión del metal y un anión para equilibrar la carga del catión. En esencia, la semipila contiene el metal en dos estados de oxidación, y la reacción química en la semipila esuna reacción redox, escrito simbólicamente en el sentido de la reducción como:
M n+ (especie oxidada) + n e- M (especie reducida)
En una pila galvánica de un metal es capaz de reducir el catión del otro y por el contrario, el otro catión puede oxidar al primer metal. Las dos semipilas deben estar separadas físicamente de manera que las soluciones no se mezclen. Se utiliza un puente salino o unaplaca porosa para separar las dos soluciones.
El número de electrones transferidos en ambas direcciones debe ser el mismo, así las dos semipilas se combinan para dar la reacción electroquímica global de la celda. Para dos metales A y B:
A n+ + n e- A
B m+ + m e- B
m A + n B m+ n B + m A n+
Esto no es toda la historia ya que los aniones también deben ser transferidos de una semicelda a laotra. Cuando un metal se oxida en una semipila, deben transferirse aniones a la semipila para equilibrar la carga eléctrica del catión producido. Los aniones son liberados de la otra semipila cuando un catión se reduce al estado metálico. Por lo tanto, el puente salino o la membrana porosa sirven tanto para mantener las soluciones separadas como para permitir el flujo de aniones en la direcciónopuesta al flujo de electrones en el cable de conexión de los electrodos.
El voltaje de la pila galvánica es la suma de los potenciales de las dos semipilas. Se mide conectando un voltímetro a los dos electrodos. El voltímetro tiene una resistencia muy alta, por lo que el flujo de corriente es realmente insignificante. Cuando un dispositivo como un motor eléctrico se conecta a los electrodos fluye...