Electroquimica basica ciclo 1

7/23/2019 Electroquimica basica ciclo 1

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Es la rama de la qumica que relaciona la

electricidad con las reacciones qumicas

Las reacciones que intervienen son

reacciones de oxido reduccin

Reacciones que se producen mediante

una corriente elctrica ----Electrlisis

Reacciones que producen corriente

elctrica ----------Pilas


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ELECTRODO

Pieza de metal (M)

SEMICELDAEs el conjunto formado por un electrodo sumergido en

una disolucin que contiene iones del mismo metal.

Entre los tomos metlicos del electrodo y los ionesmetlicos en disolucin pueden darse dos tipos de

interacciones.


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Los cambios que se dan en el electrodo o

en la disolucin son pequeos para poderser medidos, por lo que es necesario

combinar dos semiceldas distintas, es

decir debemos medir la tendencia de loselectrones a fluir desde el electrodo de

una semicelda hasta el electrodo de la

otra


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Los electrodos se clasifican segn tenga

lugar en ellos la oxidacin o la reduccin.

Electrodo Oxidacin Anodo(-)

Electrodo Reduccin Ctodo(+)


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La ecuacin neta que tiene lugar cuando

la celda electroqumica produce

espontneamente corriente elctrica es:

Oxidacin : Zn(s) Zn 2+(ac)+ 2e-

Reduccin: Cu2+(ac)+ 2e- Cu(s)

Zn(s)+ Cu2+

(ac) Zn2+

(ac)+ Cu(s)


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El voltmetro indica el voltaje de la celda

o diferencia de potencial entre lassemiceldas.

El voltaje de una celda tambin se llama

fuerza electromotriz o potencial decelda.

Potencial de celda = Ecel


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Nos permite representar una celda, y se determinateniendo en cuenta lo siguiente:

Anodo (oxidacin), se sita a la izquierda en el

esquema. Ctodo (reduccin), se sita a la derecha del

esquema.

El lmite entre dos fases (electrodo y disolucin)

se representa mediante una lnea( / ) El lmite entre las dos semiceldas (puente

salino) con doble lnea. ( // ).


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Zn(s) / Zn2+(ac)// Cu2+(ac) / Cu(s)

Oxidaxin Puente Reduccinsalino


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Ejemplos:

1. El aluminio metlico desplaza al in Zn2+desus disoluciones acuosas:

a) Escriba las semirreacciones de oxidacin y

reduccin y la ecuacin global para estesistema.

a)Escriba el esquema de celda voltaica en la

que tenga lugar esta reaccin.2. Escriba la ecuacin global para la reaccin

redox que tiene lugar en la pila voltaica:

Sc(s)/ Sc3+

(ac) // Ag+

(ac)/ Ag(s)


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Es el potencial de reduccin de una

especie qumica frente al electrodoestndar de Hidrgeno.Condiciones estndar:

Temperatura: 298 KConcentracin: 1M

Presin: 1 atm


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Mide la tendencia de un electrodo a

generar un proceso de reduccin es la

diferencia de potencial.

E = E (red. ct.)- E (red. n.)

2H+ (ac, 1M) + 2e- H2(g, 1 atm) E(red)= 0 V


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Zn(s)+ 2 H+

(aq) Zn2+

(aq)+ H2(g)

E = Ered(ctodo) - Ered(nodo)

0,76 V = 0 V - Ered(Zn+2/Zn)

Ered (Zn+2/Zn ) = -0,76 V

Zn+2 (aq) + 2e- Zn(s) Ered.= -0,76 V


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a) Zn(s)+ Cu+2(ac) Zn2+(ac)+ Cu(s)

E Zn2+/Zn(s) = - 0,76V E Cu+2/Cu(s)= 0,34V

Potencial de Celda:

E = EcatodoE anodo

E = ECu+2/Cu(s)- E Zn2+/Zn(s)

E = 0,34 v (-0,76v) = 1,10v

Reaccin espontnea porque E es +


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b)Zn2+(ac)+ Cu(s) Zn(s)+ Cu+2

(ac)

E = E Zn2+/Zn(s)- ECu+2/Cu(s)

E = - 0,76 - 0,34

E = - 1,10 V

Reaccin no espontnea E es negativo


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Una reaccin es espontnea si:

E cel= es positivo ESPONTANEA

E cel= es negativo NO ESPONTANEA

Si el E cel es negativo la reaccin se da enforma inversa y si se invierte la reaccin el E celcambia de signo

El potencial de celda estndar se puede calcularcon la siguiente frmula:


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Ejemplo:

1.Cul es el valor de la constante deequilibrio para la reaccin entre el cobre

metlico y los iones hierro(III) en

disolucin acuosa a 25C

Cu(s)+ Fe3+

(ac)-Cu2+

(ac)+ Fe2+

(ac)

E = Fe3+/ Fe2+= 0,771V E = Cu2+/Cu = 0,431V


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Ejemplo1:

Cul es el valor de Ecel para la pilavoltaica representada en el siguiente

esquema de celda?

Pt/Fe2+(0,1M),Fe3+(0,2M)//Ag+(1M)/Ag(s)

E Fe3+/Fe2+= 0,771v

EAg+/Ag = 0,800v


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Ejemplo 2:

Ser espontnea la reaccin de la celda tal

como est escrita para la siguiente celda en

condiciones no estndar:

Cu(s)/ Cu2+(0,15M)// Fe3+(0,35M),Fe2+(0,25M)/Pt

E Fe3+/Fe2+= 0,771v

E Cu2+/Cu = 0,340v


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Contienen las mismas sustancias pero en

diferente concentracin.


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Es importante los clculos de las cantidades de reactivosconsumidos y productos formados en una electrlisis. Paraestos clculos utilizaremos las siguientes equivalencias:

1mol e- = F F = Constante de Faraday

1 mol e- = 96485CLa intensidad de la corriente se mide en amperios(paso de1 culombio de carga por segundoc/s). El producto deintensidad y tiempo proporciona la cantidad total de lacarga transferida.

Carga( c ) = intensidad(c / s) x Tiempo(s)

Moles e- = intensidad x tiempo x 1mole/ 96485C


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Celda Voltaica Celda Electroltica

Oxidacin: A -A++ e- (Anodo - ) B ---- B+ + e- (Anodo +)

Reduccin: B+ + e- --B (Catodo +) A + + e- - A (Ctado -)

E.Global : A + B+-- A+ + B A+ + B --A + B+

Reaccin redox :Espontnea No espontnea

Produce corriente elctrica Consume corriente elctrica


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