Quimica Unidad 4

4.3.3. Calculo Fem Y Potenciales De Oxido Reduccion
Una de las celdas galvánicas más conocidas es la llamada celda Daniell. Consta de dos semiceldas separadas por un vidrio poroso o puente salino. En una de ellas se coloca un electrodo de cobre y una solución 1 molar de sulfato de cobre, mientras que en la otra se coloca un electrodo de zinc en una solución 1 molar de sulfato de zinc. Al unirlos electrodos mediante un medidor potencial, se determina que la celda genera un potencial máximo de 1.1 volts, denominado fuerza electromotriz (fem).
Este valor puede ser calculado con base en las reacciones químicas que tienen lugar en la celda y el potencial estándar asociado a estas reacciones. En este caso, los pares son Cu2+/Cu0 y Zn2+/Zn0.
Un potencial más positivo indica una mayortendencia de las especies a ganar electrones, esto es, a reducirse. En cambio, a medida que un potencial es más negativo (o menos positivo) se tiene una mayor tendencia a la oxidación, o sea a la pérdida de electrones. De acuerdo a lo anterior, se puede afirmar que las reacciones en la celda Daniell seran:
Cu2+ + 2e- Cu0
Zn0 - 2e- Zn2+
La fem de una celda se calcula mediante la relación: fem =Potencial más positivo — Potencial más negativo, sin cambiar nunca los valores reportados en la tabla a menos que las condiciones de concentración, presión o temperatura sean diferentes a las estándar.

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Potencial de oxidación-reducción. El término potencial de oxidación-reducción, o potencial redox, se refiere alpotencial que se establece entre un electrodo inerte, por ejemplo, de platino o de oro, y una disolución de las formas oxidada y reducida de un ion.
La oxidación consiste en una pérdida de electrones, y la reducción en una ganancia de electrones; la ecuación de oxidación-reducción se escribe así:
[1]
en donde Rd representa el estado reducido y Ox el estado oxidado del ion. El hierro ferroso puedeoxidarse al estado férrico de varios modos, como, por ejemplo:

Cuando un electrodo de platino, que no interviene en la reacción, sino que actúa simplemente como un conductor eléctrico, se sumerge en una disolución que contiene iones Ti++ y Ti+++, y este semiele¬mento se conecta, á través de un puente salino, a un electrodo normal de hidrógeno, puede determinarse el potencial de oxidación-reduccióndel sistema. Esta pila se representa de la forma siguiente:
Pt Ti++, Ti+++ H3O+ (aH3O+ = 1) H2 (1 atm), Pt
y las fracciones de cada uno de los semielementos son:
Izquierda (oxidación) Ti++ Ti+++ + e
Derecha (reducción) H3O+ e ½H2 + H2O
La suma de las reacciones de los electrodos de la derecha y de la izquierda constituyen la reacción neta de la pila para la oxidación del titanioTi++ + H3O+ = Ti+++ + ½H2 + H2O
Para calcular la f.e.m. de la pila se aplica la ecuación dada en el capítulo anterior:

Como en el electrodo normal de hidrógeno la actividad de los iones hidrógeno es 1,00 y la presión del gas hidrógeno es 1 atm, de aquí que estos términos no aparezcan en la xidació. Por tanto, el potencial de oxidación-reducción de un semielemento o electrodo que contenga ionesen los estados reducido y oxidado será
[2]
El término Eh se emplea, generalmente, para designar el potencial de oxidación reducción del electrodo. El subíndice h indica que el valor obtenido es con respecto al potencial normal de oxidación del electrodo de hidrógeno. En esta ecuación [2], E° es el potencial normal de oxidación-reducción del sistema, que es igual a Eh cuando la razón Ox/Rd es launidad, pues 1n 1=0, n es la diferencia existente en el número de electrones de los estados oxidado y reducido; y, finalmente, Ox y Rd representan las actividades de la sustancia en las formas oxidada y reducida, respectivamente.
A una temperatura de 25 °C, para una transferencia de un electrón (n =1), la ecuación anterior será:
[3]
y cuando se transfieren dos electrones,
[4]
En la tabla...