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© 2009, Prentice‐Hall, Inc.
Asignar estados de oxidación (E.O.)
1.
Elementos en su forma libre tienen un E.O. de 0.
2.
El E.O. de un ion monoatómico es igual a la carga.
3.
La suma de los EE.OO. de todos los átomos en una especie neutra es 0, de una especie
cargada igual a la carga.4.
Los metales del grupo 1 tienen en sus
compuestos un E.O. de +1, los metales del grupo 2 un E.O. de +2.
Asignar estados de oxidación (E.O.)
5) Oxigeno por lo general tiene un E.O. de ‐2.
6) Los elementos del grupo 17 por lo general tienen un E.O. de ‐1
Pero: KH, H2
O2
, ClO‐, BaO2
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Ajuste de las reacciones de oxidación‐ reducción (redox)
MnO4−
(aq)
+ C2
O42−
(aq)
⎯⎯→Mn2+ (aq)
+ CO2 (aq)
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Ajuste de las reacciones de oxidación‐ reducción (redox)
Método de la semirreacción
1) Determina cual átomo esta oxidado y cual esta reducido, asigna los EE.OO.
2) Escribe las semiecuaciones, a) primero sin ajustarb) ajusta el numero de átomos sin H y Oc) en medio acético, ajusta O con H2
O y H con H+
en medio básico, O con OH‐
y H con H2
Od) ajusta las cargas3) Multiplica las semiecuaciones
para tener el mismo
número
de electrones en la oxidación y en la reducción.
Ajuste de las reacciones de oxidación‐ reducción (redox)
4) Suma las semiecuaciones
para obtener una ecuación redox neta
5) Simplifica la ecuación
6) Asegura que esta ajustada la ecuación.
Ejercicio
Ajusta la ecuación de la reacción redox en medio acido:
S2
O32‐
+ Cl2 SO42‐ + Cl‐
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Celdas electroquímicas
En reacciones espontaneas
de
oxidación y reducción electrones están
transferidos y energía esta liberada.
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Celdas electroquímicas
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Celdas electroquímicas
•
La oxidación ocurre en el ánodo.
•
La reducción ocurre en el cátodo.
•
El puente salino completa el circuito.
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Celdas electroquímicas
Celdas electroquímicas
Zn(s)/Zn2+(aq)//Cu2+(aq)/Cu(s)
ánodo cátodo
/ interfase //puente salino
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Fuerza electromotriz (fem)
Como agua en una cascada, los
electrones migran del potencial alto
al potencial bajo en una reacción
redox.
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Fuerza electromotriz (fem)
•
La diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo se llama fuerza electromotriz (fem) o E
(potencial).
•
Unidad de E: 1V = 1 J/ C
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Electrodo estándar de hidrogeno (EEH)
2 H+
(aq, 1M)
+ 2 e−
⎯⎯→ H2
(g, 1 atm)
=> 0V
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Potenciales estándar a 25oC
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Potencial estándar de una celda electroquímica
Eo
= Eo
(electrodo a la derecha) ‐
Eo
(electrodo a la izquierda)cátodo
ánodo
Eo
> 0 => reacción espontánea
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Potencial estándar de una celda electroquímica
Eo= Eo(Cu2+/Cu) – Eo(Zn2+/Zn) = + 0,34V + 0,76V= 1,10V
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Energía libre de Gibbs
ΔG
para una reacción redox:
ΔG
= −nFE
n
es el número de moles de electrones transferidos y F
es la constante de Faraday.
1 F
= 96,485 C/mol = 96,485 J/V‐mol
Condiciones estándar:
ΔG°
= −nFE°
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Ecuación de Nernst
ΔG
= ΔG°
+ RT
ln Q
−nFE
= −nFE°
+ RT
ln Q
E= Eo – RT/nF ln Q
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Ecuación de Nernst
E
= E°
− RTnF
ln Q
usando‐10 logaritmo,
E
= E°
− 2.303 RTnF
log Q
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Ecuación de Nernst
A 298 K
Así:
E
= E°
− 0.0592n
log Q
2.303 RTF
= 0.0592 V
Ejercicio
?Desplazará
el aluminio metálico a los iones Cu2+
de sus disoluciones acuosas?
2Al(s) + 3 Cu2+(aq, 1M) 3Cu(s) + 2 Al3+ (aq,1M)
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Potenciales estándar a 25oC