electroquimica

Electroquímica

Los procesos electroquímicos consisten en reacciones
de oxido-reducción en las cuales:
- La energía liberada por una reacción espontánea es
convertida en electricidad.
- La energía eléctrica es usada para hacer que una
g
p
q
reacción no espontánea ocurra.
0

0

2+ 2
2-

2Mg (s) + O2 (g)
2Mg
O2 + 4e-

2MgO (s)

2Mg2+ + 4e- Oxidación (pierde e-)
2O2-Reducción (gana e-)

Número de oxidación
Es la carga que un átomo tendría en una molécula
(o en un compuesto iónico) si los electrones fueran
transferidos completamente.
1. Los elementos libres o solos (sin combinar) tienen un
número de oxidación igual a cero.

Na, Be, K, Pb,
Na Be K Pb H2, O2, P4 = 0
2. En iones monoatómicos, el número de oxidación es
,
igual a la carga del ion.Li+, Li = +1 F 3+, F = +3 O2 , O = -2
+1; Fe Fe +3; 22
3. El número de oxidación del oxígeno es por lo general -2.
En peróxidos como el H2O2 y O2-2 es -1.

4. El número de oxidación del hidrógeno es +1 excepto
cuando esto es vinculado a metales en compuestos
binarios. En estos casos, su número de oxidación es
-1.
5. Los metales del grupo IA tienen +1, los metales del IIA
tienen +2 y el delflúor es siempre -1.
6. La suma de los números de oxidación de todos los
átomos en una molécula o en un ión es igual a la
carga de la molécula o del ión.
1
(HCO3)-1

¿Cuáles son los
números d oxidación
ú
de id ió
de todos los átomos en
el (HCO3)-1?

O = -2

H = +1

3x(-2) + 1 + ? = -1
C = +4

Celdas electroquímicas, galvánicas o voltaicas
La diferencia de potencialeléctrico entre el ánodo y el
cátodo se ll
át d
llama:
-Voltaje de la celda
-Fuerza electromotriz (fem) o
-Potencial de la celda
Potencial
Diagramas de celdas
Zn (s) + Cu2+ (ac)

Cu (s) + Zn2+ (ac)

[Cu2+] = 1 M & [Zn2+] = 1 M
Zn (s) | Zn2+ (1 M) || Cu2+ (1 M) | Cu (s)
Ánodo
Á d
Cátodo
Cát d

Potenciales estándar de reducción

Zn (s) | Zn2+ (1 M) || H+ (1 M) | H2 (1 atm) | Pt (s)Ánodo (oxidación):
Á d ( id ió )

Zn ( )
Z (s)

Cátodo (reducción): 2e- + 2H+ (1 M)
Zn (s) + 2H+ (1 M)

Z 2+ (1 M) + 2eZn
2
H2 (1 atm)
Zn2+ + H2 (1 atm)

Potenciales estándar de reducción
El potencial estándar de reducción (E0) es el voltaje
asociado con una reacción de reducción en un electrodo
cuando todo los solutos se encuentran a 1 M y todos los
gases están a 1 atm.

2e2 - + 2H+ (1 M)
E0 = 0 V

Electrodo estándar de hidrógeno (EEH)

H2 (1 atm)
t )

Potenciales estándar de reducción
0
Ecelda = 0.76 V

fem estandar (Ecell )
( 0
0
0
0
Ecell = Ecathode - Eanode

Zn (s) | Zn2+ (1 M) || H+ (1 M) | H2 (1 atm) | Pt (s)
0
0
Ecelda = + H2 /H - EZn 2+ Zn
E0
/
0
0.76 V = 0 - EZn2+/Zn
0
EZn 2+/Zn = -0.76 V

Zn2+ (1 M) + 2e-

Zn

E0 =-0.76 V

Potenciales estándar de reducción
0
Ecelda= 0.34 V
0
0
Ecelda= Ecátodo - Eá 0 d
ld
át d
ánodo
0
0
Ecelda = E0 2+ /Cu – EH +/H 2
Cu
0
0.34 = ECu2+ /Cu - 0
0
ECu 2+ /Cu = 0.34 V

Pt (s) | H2 (1 atm) | H+ (1 M) || Cu2+ (1 M) | Cu (s)
Ánodo (oxidación):
Á d ( id ió )

H2 (1 atm)
t )

Cátodo (reducción): 2e- + Cu2+ (1 M)
H2 (1 atm) + Cu2+ (1 M)

2H+ (1 M) + 2e2
Cu(s)

Cu (s) + 2H+ (1 M)

•

El valor de E° para cada
E
semireacción aparece en la tabla

•

Entre E° sea más positivo mayor
será la tendencia de la sustancia
para ser reducida

•

Las
L semireacciones son
i
i
reversibles

•

El signo de E° se cambia cuando
E
la reacción se invierte

•

La variación de los coeficientes
estiquiométricos de una
semireacción no alterael valor
de E°

¿Cuál es la fem estándar de una célula electroquímica hecha de un
electrodo Cd en 1.0 M de Cd (NO3) 2 solución y un electrodo Cr en 1.0 M
10
10
de Cr (NO3) 3 solución?

Cd2+ (ac) + 2e-

Cd (s) E0 = -0.40 V

Cr
C 3+ (ac) + 3 3e

Cr
C (s)

Ánodo (oxidación):

E0 = -0.74 V
0 74
Cr3+ (1 M) + 3e- x 2

Cr (s)

Cátodo (reducción): 2e- + Cd2+ (1 M)
2Cr (s)...