Ley de nernst

PRACTICA 5
VERIFICACION DE LA LEY DE NERNST
1.- OBJETIVO

Verificar experimentalmente la ley de Nernst.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

* Analizar el comportamiento de la fuerza electromotriz para una reacción química.

2.- INTRODUCCION.

Ley de Nernst.
Cuando un electrodo (interface electrolito/ conductor o semiconductor de e-) se presenta un equilibrio electroquímico, la corrienteeléctrica neta sobre el mismo es cero, la corriente de oxidación es igual a la corriente de reducción (pero tiene sentido opuesto). Por otra parte, se genera sobre él un potencial de electrodo (Ԑ). Este potencial de electrodo, que es de naturaleza eléctrica, está dado por la ley de Nernst .
El Potencial de electrodo, Potencial de reducción o Potencial Redox es como se le conoce a una celda galvánicaque se produce por la reacción de la celda que no está en equilibrio. El potenciómetro solo permite circular una corriente pequeña, de modo que la concentración de las dos semiceldas permanece invariable. Si sustituimos el potenciómetro por un alambre, pasaría mucha más corriente, y las concentraciones variarían hasta que se alcance el equilibro. En este momento no progresaría más la reacción, y elpotencial "E" se haría cero. Cuando una batería (que es una celda galvánica) se agota (V=0) los productos químicos del interior han llegado al equilibrio, y desde ese momento la batería ha muerto .
La diferencia de potencial que se desarrolla en los electrodos de la celda es una medida de la tendencia de la reacción a llevarse a cabo desde un estado de no equilibrio hasta la condición deequilibrio. El potencial de celda (Ecelda) se relaciona con la energía libre de la reacción, G, mediante :
∆G=-nFEcelda

Dónde:
∆G= Cambio de energía libre de Gibbs.
n= número de electrones transferidos.
F = Constante de Faraday
Ecelda = Potencial de celda
Ejemplo:
2Ag++Cus → 2Ags+ Cu2+

Ecuación deNernst
El principio de Le Chátelier nos dice que, al aumentar la concentración de los reactivos, la ecuación se desplaza hacia la derecha, y al aumentar la concentración de los productos, se desplaza hacia la izquierda. La fuerza impulsora de una reacción viene expresada por la ecuación de Nernst, cuyos dos términos representan la fuerza impulsora en condiciones estándar (E°, que se aplica cuandotodas las actividades valen uno) y un término que expresa todas la dependencia de las concentraciones de los reactivos la ecuación de Nernst da el potencial de una célula cuando la actividad de los reactivos no es la unidad.

La ecuación de Nernst de una semireacción

Para la semireacción:
aA+ne- ↔bB

La ecuación de Nernst da elpotencial de la semicélula, E

Ecuación de Nernst:
E=E°- RTnFlnABbAAa

Donde
E°= potencial estándar (es decir AA=AB=1)
R= constante de los gases [8.314 J/ (°K mol)
T= temperatura (°K)
n= numero de electrones en la semireacción
F= constante de Faraday (96500 Culombios/mol)
Ai= actividad de la especie i
El logaritmo de la ecuación de Nernst es elcociente de la reacción Q
Q=ABbAAa
Q tiene la misma forma que la constante de equilibrio, pera las concentraciones no son necesariamente la concentración de equilibrio. Ni los sólidos puros, ni los líquidos puros, ni los disolventes figuran en Q, porque sus actividades valen 1 (o son aproximadas a 1) las actividades de los solutos seexpresan en molaridades, mientras que la de los gases se expresan en bares. Cuando todas las actividades son la unidad, Q=1 y ln Q=0. Por consiguiente cuando todas las actividades son la unidad E = E°.
Convirtiendo los logaritmos neperianos en logaritmos decimales en la ecuación de Nernst y haciendo T= 298.15 K (25°C). Resulta una expresión más útil de la ecuación de Nernst:
Ecuación de...