Taller De Electroquimica

ELECTROQUIMICA
Es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química. Los procesos electroquímicos son reacciones redox, en donde la energía liberada por una reacción espontánea se convierte en electricidad o la energía eléctrica se aprovecha para inducir una reacción química.
1. Reacciones Redox.
Las reacciones redox (oxido-reducción), seconsideran como reacciones de transferencia de electrones. La pérdida de electrones durante la oxidación de un elemento se distingue por un aumento en su número de oxidación. La reducción de un elemento implica una disminución en su número de oxidación debida a la ganancia de electrones.
La reacción entre el Mg metálico y el ácido clorhídrico es un ejemplo de una reacción redox:
Mg0 (s) +2H+1Cl (ac) ――――→ Mg+2Cl2 (ac) + H2 (g)
El Mg se oxida, y los iones H+ se reducen.
2. Celdas electroquímicas:
Es un dispositivo experimental para generar electricidad mediante una reacción redox espontánea. (Esta celda también se conoce como celda galvánica o voltaica, en honor de los científicos Luigi Galvani y Alessandro Volta, quienes fabricaron las primeras celdas de este tipo). Loscomponentes fundamentales de las celdas electroquímicas son: Una barra de zinc metálico se sumerge en una disolución de ZnSO4 y una barra de cobre se sumerge en una disolución de CuSO4. El funcionamiento de la celda se basa en el principio de que la oxidación de Zn a Zn2+ y la reducción de Cu2+ a Cu se pueden llevar a cabo simultáneamente, pero en recipientes separados con la transferencia deelectrones a través de un alambre conductor externo. Las barras de zinc y cobre serían los electrodos.
En una celda electroquímica, el ánodo es el electrodo en el que se lleva a cabo la oxidación, y el cátodo es el electrodo donde se efectúa la reducción.
La celda más conocida es la celda de Daniell, las reacciones de semicelda son:
Electrodo Zn (ánodo) Zn(s) ――――→ Zn+2(ac) + 2e-Potencial = 0,763 v
Electrodo Cu (cátodo) Cu+2(ac) + 2e-――――→ Cu(s) Potencial = 0,337 v
Para completar el circuito eléctrico, las disoluciones se deben conectar mediante un conductor por el que puedan pasar los cationes y aniones desde un compartimiento al otro. Este requisito se cumple con un puente salino, en forma de U invertida lleno con una disolución de un electrolitoinerte como el KCl o NH4NO3 cuyos iones no reaccionaran con los electrodos.
Zn(s) + CuSO4 (ac) ――――→ ZnSO4 (ac) + Cu(s)
Una celda electroquímica se representa mediante el diagrama de la celda en el cual se utiliza la notación convencional:
La línea vertical representa el límite entre dos fases. La doble línea vertical representa el puente salino. Por convención, el ánodo se escribe primero a laizquierda y los demás componentes aparecen en el mismo orden en que se encuentran al moverse de ánodo a cátodo.
Para la celda de Daniell será:
Zn0 | Zn+2(1M) || Cu+2(1M) | Cu0
3. Potencial estándar de reducción:
En electroquímica, el potencial normal de electrodo o potencial normal de reducción de electrodo de un elemento, que se abrevia E° (con un superíndice que se lee como "normal" o"estándar"), es la diferencia de potencial que le corresponde a una celda o semipila construida con un electrodo de ese elemento y un electrodo estándar de hidrógeno, cuando la concentración efectiva o actividad de los iones que intervienen en el proceso es 1 mol/L (1 M), la presión de las sustancias gaseosas es 1 atmósfera, y la temperatura es 298 K (25 °C). Es la medida de un potencial deelectrodo reversible individual, en condiciones estándar.
El potencial estándar está dado por dos semireacciones que son la de oxidación y la de reducción donde para encontrar el potencial de la celda que esta representado por la fem así:
E° pila = E° reducción – E° oxidación
O lo que es lo mismo:
E° Celda = E° cátodo – E° ánodo
Es necesario aclarar que el “potencial de electrodo” es la carga...