Reacciones

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Tema 10 Reacciones electroquímicas
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Electroquímica
Rama de la química que estudia la interconversión
entrela energía eléctrica y la energía química.
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CONTENIDO
1.- Reacciones redox. 2.- Termodinámica de
sistemas electroquímicos. Pilasgalvanicas. 3.-
Fuerza electromotriz de las pilas. Potenciales
deelectrodo. 4.- Dependencia de la fem con las
concentraciones.Ecuación de Nernst. 5.- Tipos de
electrodos. 6.- Aplicación pilas y baterías. 7.-
Corrosión.
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REACCIONES REDOX.
Reacción de oxidación-reducción Aquélla en la
que ocurreuna transferencia de electrones.
Zn Cu2 Zn2 Cu
Semirreacción de oxidación Zn pierde
electrones se oxida es el agente
reductor Semirreacción de reducción Cu2
gana electrones se reduce es el agente oxidante
Zn Zn2 2e- Cu2 2e- Cu
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Mediante los estados de oxidación
A cada elemento se le asigna un estado de
oxidación
CO ½ O2 CO2
Una reacción será redox si hay cambios en dichos
estados.
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TERMODINÁMICA DE SISTEMASELECTROQUÍMICOS. PILAS
GALVÁNICAS.
Sistemas electroquímicos Aquéllos en los que
ocurrenreacciones de transferencia de electrones.
Zn Cu2 Zn2 Cu
Reacción por contacto directo. Así no es un
dispositivo útil para generarcorriente eléctrica.
Zn2
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).
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(No Transcript)
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Zn (s) Zn2 (1 M) Cu2 (1 M) Cu(s)
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FUERZA ELECTROMOTRIZ DE LAS PILAS.POTENCIALES DE
ELECTRODO.
La corriente eléctrica fluye debido a una
diferencia de potencial entrelos dos electrodos,
llamada fuerza electromotriz (fem, De).
Unidades voltios (V)
Fuerza impulsora
De
DG
DG Welec - qDe
Petrucci, p.796 y 833
DG - n F De
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DG - n F De

• Reacción espontánea DG lt 0 Þ De gt 0
• Reacción no espontánea DG gt 0 Þ De lt 0
• (la reacción espontánea será la inversa)
• Equilibrio DG 0 Þ De 0
• (no se produce energía eléctrica
  la pila se ha agotado)

En condiciones estándar DGº - n F Deº
(Concentraciones de los iones 1 M)
Deº es una propiedad intensiva
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En lugar de tabular valores de Deº de todas las
pilas, tabulamos potenciales de electrodo

• Se construyen pilas con un electrodode
  hidrógeno y otro que cuyo potencialqueramos
  averiguar y se mide la femde la pila.

• Dicha fem será el potencial estándardel otro
  electrodo.

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Se tabulan potenciales estándar (eº) de
reducción ß Serie electroquímica
A mayor eº, mayor tendencia a reducirse tiene la
especie oxidada del par redox (más oxidante es).
La fem de una pila se calcula como Deº
eº(cátodo) - eº(ánodo)
p.ej. 0.34 (-0.76) 1.10 V
Para que funcione la pila (reacción espontánea)
Deº gt 0
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DEPENDENCIA DE LA FEM CON LASCONCENTRACIONES.
ECUACIÓN DE NERNST.
Si las condiciones no son estándar cuánto vale
la fem?
DG DGº RT ln Q Tema 5
DG - n F De DGº - n F Deº
- n F De - n F Deº RT ln Q
Ecuación de Nernst
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(No Transcript)
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Otras aplicaciones de la ecuación de Nernst
a) Obtención de constantes de equilibrio de
reacciones redox
b) Obtención de eº en condiciones no estándar
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c) Determinación de productos de solubilidad.
Se usa cuando se conocen los potenciales de dos
semirreacciones que combinadas dan el equilibrio
de solubilidad buscado.
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TIPOS DE ELECTRODOS.
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APLICACIÓN PILAS Y BATERÍAS.
Baterías primarias. Baterías secundarias. Baterías
de flujo y células de combustible.
Baterías
Pila seca Batería de plomo Pila de botón Batería
de níquel-cadmio Células de combustible
Ejemplos
Petrucci, tema 21, p.844-848
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CORROSIÓN.
En qué consiste?Cuáles son las semirreacciones
implicadas? Qué reacciones posteriores originan
la herrumbre? Cómo afecta el pH? Cómo se puede
prevenir? - Recubrimientos - Galvanizado -
Protección catódica
Petrucci, tema 21, p.849-850