Electroquimica

Pre-informe:
Introducción a la electroquímica I. Pila de Daniell’s

SEBASTIAN CAMILO CHAVES SANCHEZ, MIGUEL ALFONSO RAMOS SANCHEZ
Facultad de Ciencias, Laboratorio de Principios de Análisis Químico.
Universidad Nacional de Colombia, Bogotá 12/03/12
Resumen
Para esta práctica de aproximación a los conceptos de se estudiara la pila Daniell o celda de Daniell, fue inventada en 1836por John Frederic Daniell, un químico británico. El modelo de esta pila ya ha sufrido algunos cambios pero básicamente consiente en dos electrodos de cobre (cátodo) y de zinc (ánodo) están inmersos en una disolución de sulfato de cobre (II) y de sulfato de zinc, respectivamente. Esto crea una diferencia de potencial eléctrico del cobre hacia el zinc, produciendo un flujo de electrones del ánodo al cátodoel cual se puede medir y tiene un potencial eléctrico ya establecido de 1.10 voltios aproximadamente.

1. INTRODUCCIÓN
En la celda, los electrodos de cobre y de zinc , se simplifican las siguientes reacciones:
En el ánodo, el zinc se oxida por medio de la reacción siguiente:
Zns Zn+2+ 2e-
En el cátodo, los iones cobre (II) se reducen por la siguiente reacción:
Cu(aq)+2 + 2e-  Cu(s)
Loselectrones que pierde el zinc se mueven a través del cable, generalmente de platino, hacia el electrodo de cobre, proporcionando una corriente eléctrica. Estos dos procesos causan que el cobre sólido se acumule en el cátodo y que el electrodo de cinc se disuelva en la disolución. La pila se representa por el sistema de notación de celdas, de la siguiente manera:
ZnsZnSO4 (aq)CuSO4 (aq) Cu(s)
Dadoque ninguna semirreacción ocurre de forma independiente de la otra, las dos semiceldas deben estar conectadas de una forma que permita a los iones moverse libremente entre ellas. Una barrera porosa o un disco de cerámica se pueden utilizar para separar las dos disoluciones al tiempo que se permite el flujo de iones. Cuando las semiceldas se colocan en dos contenedores totalmente diferentes yseparados, un puente salino se utiliza a menudo para conectar las dos semicélulas. En la anterior celda húmeda, los iones sulfato se mueven desde el cátodo al ánodo a través del puente salino y los cationes Zn2+ se mueven en la dirección opuesta para mantener la neutralidad, o bien iones cloruro, Cl-, y potasio, K+, salen desde el gel que hay dentro del puente salino hacia los dos recipientes paraconseguir igualmente la neutralidad de ambos recipientes.

2. TEORÍA RELACIONADA
Potencial eléctrico ( E )
El potencial eléctrico es el trabajo necesario para trasladar una carga eléctrica de un punto a otro en las reacciones químicas es el movimiento de un electrón de un átomo a otro, entre mayor sea la diferencia de potencial mayor es el trabajo eléctrico. Las unidades de medida del potencialeléctrico son voltios, cumple la siguiente relación matemática:
(1) wn qe-=E
Donde W es el trabajo que se ejerció, n el número de electrones que se desplazaron y qe- la carga de un electrón que es 1.602×10-19Coulombs. Con esto se puede ver, que si se quiere, se puede colocar una esta ecuación en términos de la moles de electrones:
(2) F=qe-mol=9.6485×10-4 Coulombs
12 w nF=E
Donde n eslas moles de electrones desplazados. El trabajo realizado (w) se puede calcular por la energía de Gibbs:
3 w=RT Ln(keq)
Siendo el trabajo producido por una reacción química; R es la constante de los gases ideales, T es la temperatura dada en kelvin. Por último vemos una expresión de potencial eléctrico, de pendiente del equilibrio de una reacción:
1… RT Ln(keq) nF=E
Cuando se habla depotencial eléctrico estándar es trata de mediciones hechas en condiciones estándar:
* Temperatura a 298 0k
* Reactivo en estado puro
* Soluciones en una concentración exacta de 1M
Y para estos casos n termina siendo el numero estequiometrico del moles de electrones involucrados en el equilibrio.

Pesar el sólido de la sal necesario para una concentración de 1M en el volumen que...