Guía 11-Electro
Guía 11-Electro
Guía 11-Electro
ELECTROQUÍMICA
Estudia las relaciones que existen entre las Escribimos las ecuaciones respectivas en el proceso
reacciones redox y la energía eléctrica. Numerosas redox:
son las aplicaciones de la electroquímica; tales
como, la obtención de energía eléctrica por medio de Cátodo (reducción) : 2Na+1 + 2e- 2Na( l )
pilas o baterías, como pilas para relojes y Anodo (oxidación) : 2Cl-1 Cl2(g) + 2e-
calculadoras, pilas para radio y otros artefactos,
baterías para automóviles hasta las baterías de Reacción neta : 2Na+1 + 2Cl-1 2Na( l ) + Cl2(g)
hidrógeno-oxígeno usadas en los transbordadores
espaciales. También se obtienen muchos elementos 2NaCl( l )
en estado puro por descomposición de compuestos
a través de energía eléctrica, tal como el cloro, - En el cátodo se obtiene Na( l ).
usado como purificador de agua. - En el ánodo se obtiene Cl2(g).
La electroquímica estudia las celdas electrolíticas y - Un esquema representativo de la electrólisis es
las celdas galvánicas. Estos son dispositivos donde el siguiente:
se llevan a cabo los procesos electroquímicos.
Cl2(g) Na(l)
CELDAS ELECTROLITICAS e- e-
ELECTROLISIS
Es la obtención de una reacción redox no + -
espontánea al suministrar energía eléctrica a los
reactantes. Se realiza en una celda electrolítica.
Anodo Catodo
ELEMENTOS DE UNA CELDA ELECTROLITICA
NaCl(l)
Electrodo.- Es un dispositivo en donde se deposita o
libera un producto de la reacción redox. Está hecho Electrólito
de material no reactivo, tal como Pt, Hg o C (grafito).
Conceptos Electrolíticos:
Puede ser:
- Cátado (atrae cationes).- Electrodo donde ocurre
a) Equivalente Electroquímico (K): Es la masa de
la reducción. Es negativo . un elemento depositado o liberado por un
- Anodo (atrae aniones).- Electrodo donde ocurre electrodo, cuando atraviesa la carga de 1
la oxidación. Es positivo . Coulomb.
- Electrólito.- Es el líquido puro o la solución que b) Equivalente gramo o Químico (Eq): Es la masa
permite el flujo de electrones. de un elemento depositado o liberado por un
- Batería.- Es, en este caso, una fuente de electrodo, cuando atraviesa la carga de 1
corriente continua. Faraday.
ELECTROLISIS DEL CLORURO DE SODIO 1 Faraday (Fd) = 96 500 Coulomb (Cb)
FUNDIDO
NaCl( l ) Entonces:
Sabiendo que la temperatura de fusión de NaCl es 801 Eq
ºC, la reacción tiene lugar a una temperatura no menor a K= gramos
esta. 96500
CENTRO PREUNIVERSITARIO QUIMICA
c) Al pasar la carga de 1 Fd por una celda Es negativo , pues, la oxidación libera electrones y
electrolítica, atraviesan por la misma 6,023 . 10 23 éste queda cargado negativamente.
electrones, es decir el Nº de Avogadro. El cátado y el ánodo se encuentran en soluciones
separadas, cada una de las cuales representa una
Leyes de Faraday: media celda.
1ª. Ley: “las masas de los elementos depositados o Puente salino.- Es una solución de una sal contenida
liberados por los electrodos de una celda electrolítica en un tubo en U invertido, cuyos extremos se
son proporcionales a la carga eléctrica que circula encuentran obstruidos por membranas porosas
por ella”. impidiendo la mezcla de las soluciones y permitiendo
W(x) = K(x) q (I) el flujo de iones de una a otra media celda.
Pero: Media celda.- Es la solución que contiene el
W(x) = K(x) . I . t (II) electrodo y el electrólito, que es una sal del mismo
Además: metal con que está hecho el electrodo. En la celda
Eq( x ) galvánica, las medidas celdas están conectadas por
K( x)
96500 el puente salino.
Se obtiene: Voltímetro.- Es un instrumento que mide la diferencia
Eq( x ) . I . t de potencial o voltaje entre los electrodos. Su lectura
W( x ) gramos (III) está dada en volts (V).
96500
( I Amperio (A) ; t segundos (s) ) Reacciones de cada media celda:
Cátodo (reducción) : Cu+2(ac) + 2e- Cu(s)
2ª. Ley: “Las masas de los elementos depositados o
Anodo (oxidación) : Zn(s) Zn+2(ac) + 2e-
liberados por los electrodos de 2 ó más celdas
conectadas en serie por donde circula una misma Reacción neta: Cu+2(ac) + Zn(s) Cu(s) + Zn+2(ac)
corriente, son proporcionales a sus Pesos
Equivalentes”. DIAGRAMA DE CELDA.- Es la notación de una
celda galvánica. En nuestro ejemplo, el diagrama de
WA WB WC celda es el siguiente:
cons tan te Zn(s) / Zn+2(ac) , 1 M // Cu+2(ac) , 1 M/Cu(s)
PEq A PEqB PEqC
media celda media celda
O también: de oxidación de reducción
# EqA = #EqB = #EqC = constante puente salino
CELDAS GALVANICAS
POTENCIAL ESTANDAR DE CELDA celda º
También conocidas como celdas voltánicas o, en términos comunes, El potencial estándar de una celda se obtiene
baterías o pilas. Son dispositivos en donde el agente oxidante y el
agente reductor de una reacción redox espontánea permiten el flujo
º
sumando el potencial estándar de reducción red
de electrones por un conductos externo generado de esta manera del agente oxidante y el potencial estándar de
energía eléctrica.
º
oxidación ox del agente reductor.
º º º
ELEMENTOS DE UNA CELDA GALVANICA celda red ox
Electrodo.- Es el que permite la conducción del flujo En la celda vista en nuestro ejemplo anterior, los
de electrones a través de la solución. Por lo general, datos que proporciona la tabla para los reactantes
es una barra de metal. son:
Puede ser: Cu+2(ac) + 2e- Cu(s) ; º = + 0,34 V
Zn+2(ac) + 2e- Zn(s) ; º = - 0,76 V
Cátodo Electrodo donde ocurre la reducción.
Es positivo , pues, la reducción consume
electrones y éste queda cargado positivamente.
Anodo Electrodo donde ocurre la oxidación. El potencial de reducción de Cu +2 a Cu es mayor, por
lo tanto Cu+2 se reduce a Cu, y Zn+2 , para lo cual
Fe3+/ Fe2+
E 0,77V a) 2,75 g b) 3,72 g c) 4,8 g
l. E
de la pila normal es +2,13V d) 4,52 g e) 3,2 g
II. El cloro se desarrolla en el cátodo. 53. ¿Qué peso de agua será descompuesta por una
III. El hierro experimenta una oxidación. corriente de 100 amper en 12 horas?
Son correctas
a) I y III b) II y III c) I y II d) sólo I e) Todas
a) 403 g b) 360 g c) 420 g
46. ¿Qué masa de plata se depositará de una d) 502 g e) 380 g
solución de nitrato de plata, si se hace pasar
6000 coulomb?
a) 4,5 g b) 6,7 g c) 7,2 g
d) 3,5 g e) 8,8 g
47. Una corriente de 5 ampere fluye exactamente 30
minutos y deposita 3,048g de Zn en el cátodo.
Calcular l eq-g del Zn
a) 30,5 g b) 50 g c) 32,7 g
CICLO: ABRIL – AGOSTO 2005 - II Pág. 6