ELECTROQUIMICA

Es una rama de la química que trata sobre las reacciones de oxidación reducción; es decir, aquellas reacciones en las que se presenta la transferencia de electrones de un átomo a otro de forma espontanea o no espontanea.

PILAS GALVÁNICASS..Sistemas electroquímicos: Aquéllos en los que ocurrenreacciones de transferencia de electrones.

Zn + Cu2+ Zn2+ + CuZn

Cu2+

SO42-

Zn2+

CuReacción por contacto directo.Así no es un dispositivo útil para generarcorriente eléctrica.

Pila electroquímica: Dispositivo en el que se produce unacorriente eléctrica (flujo de e- a través de un circuito) gracias auna reacción espontánea (pila galvánica o voltaica) o en quese utiliza corriente eléctrica para llevar a cabo una reacciónquímica no espontánea (célula electrolítica).

el siguiente diagrama

se llama

Pila Daniel

que tiene las siguientes particularidades

En un recipiente se sumerge una lámina de cinc en una disolución de sulfato de cinc.

En otro recipiente se sumerge una lámina de cobre en una disolución de sulfato de cobre (II).

y cuyo funcionamiento es

el siguiente

Al unirse los dos electrodos por un hilo conductor

en el ánodo (electrodo -)

en el cátodo (electrodo +)

Se produce la oxidación del cinc:

Zn → Zn2+ + 2 e-

Con lo que se va disolviendo el electrodo de cinc.

los e- cedidos por el Zn circulan por el hilo conductor hasta el cátodo

Se produce la reducción del Cu:

Cu2+ + 2 e- → Cu

Y desaparece el sulfato de cobre (II) y se deposita en el cátodo de cobre.producen

entonces

Una diferencia de potencial, que al medirse en un voltímetro da una fuerza electromotriz (f.e.m.)

así para la pila Daniel a 298 K y 1 atm y

concentración 1 M

La f.e.m. vale 1,10 V.

Para representar simbólicamente una pila, se utiliza la siguiente notación llamada diagrama de pila

Indica un cambio de fase

Indica un puente salino

A la izquierda del puente salino se sitúa el ánodo y a la derecha el cátodo.

así para la pila de Daniell

Zn (s) ZnSO4(aq) CuSO4(aq) Cu (s)

Ánodo Cátodo

a veces sólo se indican

los iones

Zn (s) Zn2+ (aq) Cu2+ (aq) Cu (s)

Ánodo Cátodo

otras veces se indican las

concentraciones iniciales

Zn (s) Zn2+ (0,1 M) Cu2+ (0,1 M) Cu (s)

Ánodo Cátodo

otras pilas pueden ser

Fe (s) Fe2+ (aq) Cu2+ (aq) Cu (s) Al (s) Al3+ (aq) Cd2+ (aq) Cd (s)

Ánodo Cátodo Ánodo Cátodo

ECUACIÓN DE NERNST.

La ecuación de Nernst se utiliza para hallar el potencial de reducción de un electrodo cuando las condiciones no son las estándar (concentración 1 M, presión de 1 atm, temperatura de 298 K ó 25 ºC).

Para un proceso redox general

La ecuación de Nernst se puede expresar de la siguiente manera:

Donde:

E = potencial en condiciones no estándar Eo = potencial estándar R = constante de los gases = 8,314 J·mol-1·K-1 T = temperatura en grados Kelvin n = electrones transferidos en la reacción F = constante de Faraday = 96487 C·mol-1 Q = cociente de reacción

Por ejemplo, en la pila de reacción:

2 Al 0 (s)

Se construye una pila con un electrodo de plata sumergido en una disolución 0,1 M de Ag+ y otro electrodo de Zn sumergido en una disolución 0,2 M de Zn2+. Calcular:a) Reacciones que tienen lugar en ambos electrodos y reacción total.b) f.e.m. de dicha pila.DATOS Potenciales normales Ag+/Ag = +0,80 v ; Zn2+/Zn = -0,76 v