electrodo


CONSTRUCCIÓN DE UN ELECTRODOS DE REFERENCIA Y DESARROLLO DE UNA SERIE ELECTROMOTRIZ

Angelica Echeverry; Margie Marin; Juan Antonio Peñaloza; Freddy Alberto Valencia

Escuela de ingeniería de Materiales, Universidad del Valle, Cali, Colombia
12 de marzo del 2013

RESUMEN

En esta practica de laboratorio se construyo un electrodo de referencia, cobre/sulfato de cobre, el cual fuecalibrado con un electrodo patron de plata/cloruro de plata. Usando el dispositivo construido en el laboratorio y un multímetro se determinó la medida potenciométrica de diferentes metales y se elaboró una tabla de serie electromotriz con relación al electrodo de referencia. Los datos obtenidos de potencial (E), fueron:

1. INTRODUCCION

Los procesos que tienen lugar en la interface metal-soluciónde cualquier metal en contacto con un electrolito (medio agresivo), no se pueden medir de una manera absoluta (tiene que ser tan sólo relativa). El metal en contacto con el electrolito tiene, por un lado, tendencia a disolverse, con lo que queda cargado negativamente.



Y, por otro lado, a que iones del electrolito se depositen sobre el metal:



Con lo que se alcanza el equilibrio enun determinado momento:



Esta situación genera una diferencia de potencial entre el metal y el electrolito. Para poder medir esta diferencia de potencial se adoptó un electrodo patrón que es el electrodo normal de hidrógeno, al cual, por convención y a cualquier temperatura, se le asignó el valor cero. Tomando como referencia el electrodo de hidrógeno, el potencial de un metal cualquierasumergido en una solución de sus iones de actividad igual a la unidad, corresponde a la fuerza electromotriz de una pila, en la cual el semielemento metal/solución de sus iones actúa como polo positivo, o sea de cátodo, y el electrodo de H2 como polo negativo, o ánodo, según la convención propuesta por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), universalmente aceptada.


Lasdificultades operativas que se presentan en el manejo de un electrodo de hidrógeno, demasiado frágil para la mayoría de las aplicaciones prácticas, han dado lugar a la utilización de otros electrodos de referencia que lógicamente deben de reunir determinadas condiciones. Aparte de ser manejables y de construcción sencilla, la condición fundamental es que el potencial de equilibrio de la reacción deóxido-reducción (redox) que tenga lugar en ellos, permanezca constante respecto al electrodo de hidrógeno. En estas condiciones, en cualquier momento se podría referir un potencial al del electrodo de hidrógeno o viceversa. Como electrodos de referencia se utilizan los siguientes:
Electrodo de plata/cloruro de plata (Ag/AgCl): Está formado por un hilo de Ag sobre el cual se deposita AgCl,generalmente por vía electroquímica, en una solución de NaCl o KCl, en la cual el hilo de Ag actúa como ánodo, como se muestra en la siguiente figura:
 
Figura 1. Electrodo de referencia Plata /cloruro de plata, Ag/AgCl 

La media reacción es la siguiente: 



Y su potencial de equilibrio a 25°C es: 

En agua de mar, el valor del potencial es aproximadamente de +0.25 V respecto al electrodonormal de hidrógeno (ENH) a 25°C. El potencial del electrodo depende muy especialmente de la salinidad de la solución en la cual el electrodo está sumergido.

Electrodo de cobre/sulfato de cobre (Cu/CuSO4). Está formado por una barra cilíndrica de Cu sumergida en una solución de CuSO4 saturada. El contacto electrolítico con la solución o suelo se realiza mediante un puente salino constituido(formado) por un tapón de madera de balsa. En la figura 2 se ilustra este tipo de electrodo.




Figura 2. Electrodo de referencia Cobre/ sulfato de cobre, Cu/CuSO4.

La reacción de electrodo es la siguiente: 



Su potencial de equilibrio a 25 °C viene dado por: 

Con la solución saturada de CuSO4, se tiene  pero para uso práctico se considera un valor de 0.30 V. Este tipo de electrodo...