Material Final (Electroquímica)(Chem 106)

• Reacciones de oxidación-reducción


  La mayor parte de las reacciones químicas suponen cambios en el número de oxidación de las especies químicas participantes
• Número de oxidación


  Carga que se le asigna a un átomo en una especie química tomando en consideración la polaridad de los enlaces
• Reacciones de oxidación-reducción


  • Existe ganancia y pérdida de electrones
  • Una misma especie química se oxida y se reduce (auto-oxidación)
  • Balanceo de reacciones redox
• Oxidación


  • Aumento en el número de oxidación
  • La especie pierde electrones
  • Agente reductor
• Reducción


  • Disminuye el número de oxidación
  • La especie gana electrones
  • Agente oxidante
• Celdas electroquímicas


  • Transferencia directa de electrones desde el donante al receptor
  • Transferencia indirecta: el donante y el receptor no están en contacto
• Celda galvánica o voltaica


  Si las reacciones redox son espontáneas, se produce una corriente eléctrica
• Celda electrolítica


  Si las reacciones redox no son espontáneas, las mismas consumen electricidad
• Partes de la celda


  • Dos electrodos: ánodo (oxidación) y cátodo (reducción)
  • Conductor externo: alambre de cobre que conecta el ánodo con el cátodo
  • Electrólito: compuesto iónico derretido o una solución acuosa de un compuesto que se ioniza
  • Puente salino: tubo de cristal en forma de U invertida que contiene una solución concentrada de KCl
• Mecanismo para producir transporte de corriente


  1. Flujo de electrones en los electrodos a través del conductor externo

  2. Movimiento de los iones hacia los electrodos

  3. Reacciones que ocurren en los electrodos
• Celda reversible


  Cuando las celdas invierten los procesos que ocurren en sus electrodos invirtiendo la dirección en que fluye la corriente eléctrica
• Celda irreversible


  Cuando al invertir la dirección en que fluye la corriente ocurre una reacción que no es la reacción inversa
• Diagrama de celda


  Notación corta que describe la celda electroquímica
• Potencial o voltaje


  Mide el trabajo que se debe realizar entre dos puntos cuando los electrones se mueven de un punto a otro
• Potencial de electrodo


  Potencial de una celda electroquímica en la cual el electrodo de interés es el cátodo y el ánodo es el electrodo normal de hidrógeno
• Electrodo normal o electrodo estándar, Eo


  Potencial de electrodo cuando la actividad de los reactivos y productos es una unidad (a = 1.00)
• Electrodo normal de hidrógeno (SHE)


  Potencial de electrodo = 0.00 voltios
• Si el electrodo normal de hidrógeno actúa como ánodo


  El potencial de la celda es positivo, la reacción es espontánea, pierde electrones y la celda es galvánica
• Si el electrodo normal de hidrógeno actúa como cátodo


  El potencial de la celda es negativo, la reacción es no espontánea y la celda es electrolítica
• Potenciales normales de los electrodos

  • Proveen información cuantitativa con relación a la fuerza motriz de la reacción que ocurre en una media celda
  • Cantidad relativa
  • Se determina por la reacción de reducción
  • Reacción desde a=1.00 hasta concentraciones de equilibrio
  • Independiente del número de moles y dependiente de la temperatura
• Ecuación de Nernst


  La fuerza electromotriz de una celda depende de las especies envueltas, temperatura y concentración