Cinetica electroquimica a potencial controlado.

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE
FACULTAD DE QUIMICA Y BIOLOGÍA
LICENCIATURA EN QUÍMICA
LABORATORIO DE FISICO QUIMICA III




Laboratorio Nº5 y 6


CINETICA ELECTROQUÍMICA A POTENCIAL CONTROLADO y CORRIENTE CONTROLADA


* Nota 5: 5.0 por el esfuerzo

*
* Nota 6: 5.0 por el esfuerzo
Alumnos: Carmen Castro Castillo 50%
JonathanSuazoHernández50%

Profesor: Dra. María Soledad Ureta

Fecha del Práctico: LUNES 9 Y JUEVES 12 DE MAYO 2011

Pre-informe: no hay

Informe: entrega 30 de septiembre, respectivamente, junto al informe Nº6.

NOTA: parte de la nota del informe se pondrá durante la revisión y discusión de datos 30 de mayo y 2 de junio, respectivamente
Nombre archivo: Informe 5 y 6 Castro-Suazo-------------------------------------------------
“Damos fe de que este informe no incorpora material de
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otros autores sin identificar debidamente la fuente
Primer Semestre 2011

OBJETIVO:

- Determinar la corriente de intercambio, pendiente de Tafel y orden de reacción para el par iónico Fe3+ /Fe2+ en medio ácido sulfúrico.
- Determinar potencial reversible,corriente de intercambio, pendiente de Tafel y orden de reacción para el par iónico Fe3+ /Fe2+ en medio ácido sulfúrico, utilizando una fuente de corriente constante.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

* Delimitar la zona de potencial donde ni el solvente ni el electrolito soporte participan de las reacciones del electrodo.
* Determinar la corriente de intercambio.
* Determinar la pendiente deTafel.
* Determinar el orden de reacción para el par iónico.
* Determinar los parámetros voltamperométricos
* Mediante medidas de circuito abierto, determinar los parámetros de Nernst.
* Mediante medidas a corriente controlada y constante, determinar parámetros asociados a la ecuación de Butler Volmer en la zona de bajos sobrepotenciales.

Corriente de Intercambio:
*
Lacorriente de intercambio (i0) es la velocidad intrínseca de una reacción redox en equilibrio, esta corriente no se puede medir con amperímetro, ya que la corriente neta que circula por el sistema es cero, esto es ired-iox = 0.

Ired=iox = 0 (1)

En el equilibrio, el valor de ired e iox, se denomina corriente de intercambio (i0) y es simplemente el valor de la corriente que se intercambiadinámicamente en el potencial de equilibrio. El sentido físico de su valor se relaciona con la sensibilidad al sistema a responder a una perturbación del potencial, mientras mayor sea esta perturbación lacorriente de intercambio alcanzará más rápidamente su nueva condición de equilibrio.
Relación entre la corriente de intercambio (i0) y la Ecuación de Butler-Volmer:

La ecuación deButler-Volmer, es decir:

(2)
Constituye una de las relaciones más importantes de la electroquímica ya que nos permite reproducir de manera teórica, y por lo tanto explicar mejor, muchas relaciones corriente-potencial que son observadas en la práctica con distintos sistemas electroquímicos. Analicemos distintos casos especiales:
(i) Cuando se está en una situación de equilibrio la corriente neta es cero.En este caso las concentraciones de las especies son idénticas en la superficie del electrodo a las del seno de la solución y se cumple:
(3)

Si bien la corriente neta es cero, sigue circulando corriente por el sistema (llamada corriente de intercambio io) y es posible demostrar que es igual a:
(4)
Teniendo en cuenta estarelación y trabajando con el concepto de sobrepotencial, definido como:
(5)
la ecuación de Butler-Volmer queda:
(6)

Ecuación de Tafel:

Para valores de sobrepotencial altos, una componente de la ecuación se hace despreciable frente a la otra, por lo que luego de aplicar la función logaritmo queda:
(7)
Y ...