redox

7. Reacciones Redox
La electroquímica es la rama de la química que estudia la conversión entre la energía eléctrica y la
energía química
Los procesos electroquímicos son reacciones redox en las cuales la energía liberada por una
reacción espontánea se convierte en electricidad o la energía eléctrica se aprovecha para provocar
una reacción química no espontánea.
Las reacciones redox sonaquellas en las que se transfieren electrones de una sustancia a otra.
Una celda electroquímica es un dispositivo experimental para generar electricidad mediante una
reacción redox (celda galvánica o voltáica).
En la figura se muestran los componentes de una celda galvánica que corresponde a la celda de
Daniell
e-

V
iones

Zn2+

Cu 2+

Zn | Zn+2(1 M) || Cu+2(1 M) | Cu
Ánodo (+)
Cátodo(-)
Oxidación
Reducción
Pierde eGana eReductor
Oxidante
Reacciones de las semiceldas:
Zn
Zn+2 + 2 e+2
Cu + 2e
Cu
En una celda, el ánodo es por definición, el electrodo donde se lleva a cabo la oxidación, y el
cátodo es el electrodo donde se lleva a cabo la reducción.
En la figura se observa que las soluciones deben estar separadas ya que, si el electrodo de Zinc se
pone en contactocon la solución de CuSO4 se inicia la reacción espontánea siguiente.
Zn + CuSO4

ZnSO4 + Cu

Para completar el circuito eléctrico es necesario colocar entre las 2 semi-celdas un puente salino de
KCl o NH4 NO3 para que los iones se muevan de una semi-celda a otra a través de el.

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La corriente eléctrica fluirá del ánodo al cátodo ya que hay una diferencia de potencial entre los 2electrodos y se mide en forma experimental con un voltímetro.
Otros términos utilizados para el voltaje de la celda son: fuerza electromotriz o fem, y potencial de
celda (E).
El potencial de la celda depende de:
1) La naturaleza de los electrodos y iones
2) de las concentraciones de la solución
3) de la temperatura
Diagrama de Celda para la celda de Daniell:
Zn (s)

Zn2+ (1M)

Cu2+ (1M)Cu(s)

La línea vertical sencilla representa la interfase entre el electrodo y su solución y la línea vertical
doble representa el puente salino. El ánodo se escribe a la izquierda y el cátodo a la derecha.
La reacción global de la celda es igual a la suma de las 2 reacciones de semi-celda y la fem de la
celda es igual a la suma de los potenciales eléctricos en cada electrodo así para lacelda de Daniell.
Ánodo
Cátodo

Zn – 2eCu2+ + 2eZn + Cu2+

Zn2+
Cu

EZn
ECu

Zn2+ + Cu

Ecelda = EZn + ECu

Conociendo uno de los potenciales de electrodo se puede conocer el otro por sustracción.
Es imposible medir el potencial de un solo electrodo, pero arbitrariamente se le ha dado el valor de
cero al electrodo de hidrógeno, que se toma como referencia. El hidrógeno gaseoso seburbujea en
una disolución de ácido clorhídrico con un electrodo de platino que proporciona la superficie para
que el hidrógeno se disocie y además sirve como conductor eléctrico.
Para la reducción 2H+ + 2e-

H2 (1 atm) E0 = 0 Volts

E0 se conoce como potencial estándar de reducción cuando la concentración de la solución es 1M y
todos los gases están a 1 atm de presión. A este electrodo dehidrógeno se llama electrodo estándar
de hidrógeno EEH.
Este electrodo se puede utilizar para medir los potenciales de otros electrodos.
Por ejemplo, para medir el potencial de electrodo del Zn se mide el potencial de la celda
Zn (s) | Zn2+ (1M) || H+ (1M), H2 (1 atm) | Pt
Que da:
E0celda = E0 Zn + E0H+
0.76 V = E0Zn + 0
por lo tanto: E0 Zn / Zn2+ = 0.76 V y para la oxidación de Zn, elpotencial de electrodo de reducción
será el mismo pero con signo cambiado
E0 Zn2+ / Zn = -0.76 v

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Para el Cu el potencial de electrodo de reducción frente al EEH sería de 0.34 V por lo que para la
pila de Daniell el potencial de la celda sería
E0 celda Daniell = E 0 Zn / Zn2+ + E0 Cu2+ / Cu
E0 celda Daniell = 0.76 v + 0.34 v = 1.1 Volts
Puesto que los potenciales estándar de electrodo...