Potencial de celda

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Que es una celda electroquimica

Una celda electroquimica consiste en dos conductores llamados electrodos, cada uno sumergido en una disolución adecuada de un electrolito. Para que circules una corriente en una celda se tiene que cumplir dos cosas:
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Que los electrodos se conectan alternativamente mediante conductores metálicos
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Que las disoluciones de electrolito estén encontacto para permitir el movimiento de los iones.

Las disoluciones no están en contacto, porque reaccionaría directamente el Cu con el Zn, y se daría una reacción redox y no electroquimica.

El puente salino es un tubo relleno de una disolución generalmente de KCl. Su función es aislar los contenidos de las dos partes de la celda, pero manteniendo el contacto eléctrico entre ellas.

La corrienteeléctrica es conducida por tres procesos:
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En los electrodos de Cu y Zn y en el conductor externo. Los electrones son portadores, moviéndose desde el electrodo de Zn al de Cu.
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En las disoluciones, donde el flujo de electricidad implica la migración tanto de aniones como de cationes. En la semicelda del Zn, los Zn2+ viajan desde el electrodo al seno de la disolución, y los aniones haciael electrodo del Zn. En la otra, el Cu2+ viajan de la disolución al Zn electrodo, y los iones al revés. Dentro del puente salino, los K+ viajan a la semicelda de Cu y los Cl- a la de Zn. Todos los iones en las disoluciones participan en el flujo de la electricidad.
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En la superficie de los electrodos. Tiene lugar una reacción de oxidación o de reducción que proporciona el mecanismo por elcual la conducción ionica de las disoluciones sé acopa con la conducción electrónica de los electrodos para dar un circuito completo. Los cationes tienden a ir al electrodo que recibe electrones, y los aniones hacia el que los da. El Cu2+ gana los electrones para dar Cuo reducción. El Zn pierde dos electrones para pasar a Zn2+ oxidación.

1.1 Celda galvánica y electrolítica

Reacción global:Zn(s) + Cu2+(aq) ! Zn2+(aq) + Cu(s)

El potencial que se genera es una medida de la tendencia de esta reacción a evolucionar hacia el equilibrio.

Sí aCu=1 y aZn=1 E=1.1 V

Este valor de 1.1 V indica que la reacción está lejos del equilibrio.

A medida que tiene lugar la reacción, el potencial de celda se va haciendo más pequeño, alcanzando finalmente el valor de 0V. Cuando se alcanza esto,el sistema se dice que ha llegado al equilibrio.

Las celdas como la anterior operan produciendo energía eléctrica, y se llaman celdas galvánicas.

Existen celdas que tienen la posibilidad de actuar como ambos tipos. A estas se les llama celdas químicamente reversibles.

Si colocamos una fuente de corriente continua a los dos electrodos, invertimos el flujo de electrones y obtenemos unacelda electrolítica.

Cu(s) + Zn2+ (aq) ! Cu2+ (aq) + Zn (s)

En las que no se puede dar este tipo de reacción son irreversibles.

1.2 Cátodos y Anodos

Cátodo es el electrodo donde tiene lugar la reducción.

Anodo electrodo donde tiene lugar la oxidación.

Estas definiciones son aplicables a ambos tipos de celdas (galvánicas y electrolítica)

Celda galvánica Cátodo Cu y ánodo ZnCelda electrolítica cátodo Zn y ánodo Cu

Ejemplo de reacciones de reducción:

Fe3+ + e- ! Fe 2+

2H+ + 2e- ! H2!

AgCl (s) + e- ! Ag + Cl-

Los electrodos son inertes son de plata y oro. (cuando no hay sólido conductor, no intervienen en la reacción)

Esta última reacción se puede poner en dos etapas.
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AgCl ! Ag+ +Cl-
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Ag+ + 1e- ! Ag

Ejemplo de reacción de oxidación:

Fe2+- e- !Fe 3+

2Cl- - 2e- ! Cl2!

2H2O - 4e- ! O2 + 4H+

1.3 Celdas sin uniones líquidas

La interfase entre dos disoluciones que contienen electrolitos distintos, o de distintas concentraciones del mismo electrolito, se llama unión líquida. A menudo, las celdas electroquimicas contienen una o más uniones líquidas.

En la celda hay dos:

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Puente salino con la primera...