Celdas electroquimicas.ppt

8/17/2019 Celdas electroquimicas.ppt

1/32

Celdas electroquímicasCeldas electroquímicas4° medioAño 2012


2/32

¿Qué es la¿Qué es la

electroquímica?electroquímica?Es el estudio de las reaccionesrédox que generan o utilianenergía eléctrica! Estas

reacciones se "roducen en celdaselectroquímicas


3/32

Algunos conce"tosAlgunos conce"tos

Electrodo# es una $arra de C o de metal que se"uede introducir en un gas% soluci&n o s&lido i&nico'undido ( que es ca"a de conducir corriente eléctricaentre la celda ( el entornoCátodo# electrodo donde se lle)a a ca$o la reducci&nÁnodo# electrodo donde se lle)a a ca$o la oxidaci&nSemicelda# es la mitad de una celda electroquímica*uente salino# es un com"uesto que cum"le +'uncionesa,*ermite el contacto entre las dos semi-celdas o

soluciones$,.antiene la neutralidad eléctrica en cada semi-celdac,E)ita la mecla de soluciones


4/32

CeldasCeldas

Celdas gal)/nicas# tam$iéndenominadas )oltaicas o "ilas!A"ro)ecan la reacci&n redox

es"ont/nea "ara "roducir energíaeléctrica

Celdas electrolíticas# requieren deuna 'uente externa de energíaeléctrica "ara generar una reacci&nquímica redox no es"ont/nea!


5/32

Celdas gal)/nicasCeldas gal)/nicas

as "ilas o celdas gal)/nicas esta'ormada "or dos com"artimentos# lassemiceldas!

En una de las semiceldas se "roduce la

oxidaci&n ( en la otra la reducci&nCada semicelda esta 'ormada "or unelectrodo sumergido en una soluci&ni&nica

as semiceldas est/n conectadas "or un

circuito externo% que conduce loselectrones generados en la semicelda dela oxidaci&n ( "or un "uente salino% quegeneralmente tiene la 'orma de una in)ertida% que cierra el circuito eléctrico


6/32

Celdas gal)/nicasCeldas gal)/nicas


7/32

*otencial de celda*otencial de celda

a celda con)ierte la energía que segenera de 'orma es"ont/nea 35, enesta reacci&n en energía cinética de loselectrones% lo que da lugar a la

corriente eléctricaEsta corriente 6u(e desde el electrodonegati)o 3/nodo, acia el c/todo3electrodo "ositi)o,!Este 6u7o se de$e a una diferencia de

voltaje o "otencial eléctrico entre losdos electrodos de la celda% lo cual seconoce como potencial de celda (Ecelda) o fuerza electromotriz (fem)


8/32

*otenciales de electrodos*otenciales de electrodos

Cada uno de los electrodosintroducidos "osee un "otencialdeterminado% "ero estos no se

"ueden medir de 'orma aislada%asi que su )alor se determinares"ecto a un electrodo

estándar(1 atm de presión y 25°C) al que se le asigna un )alorar$itrario que es 8 0


9/32

Electrodo de idr&genoElectrodo de idr&geno

Este corres"onde al "otencial dere'erencia est/ndar delidr&geno% que se descri$e en la

siguiente semi-reacci&n#

29:31., : 2e- 92 31atm,

E°80%00 ;


10/32



11/32


Al sumar los "otenciales de lassemi-reacciones tal como est/nescritas

E° /nodo : E° c/todo # E° celda

E° c/todo8 0%+4 ;


12/32

a$la de "otenciales a$la de "otenciales

@orma oxidada : n°electrones'ormareducida

*or e7em"lo# n

2: 3ac, : 2 e- n 3s,


13/32


14/32

Es"ontaneidad de reaccionesEs"ontaneidad de reaccionesredoxredoxas reacciones redox que "roceden

sin la a(uda de 'actores externos dedenominan es"ont/neas

os "otenciales de electrodo se"ueden estudiar como 'uncionestermodin/micas% (a que el signo dela fem de la celda nos da a conocer

si e'ecti)amente la reacci&n redoxes es"ontanea o no!


15/32

Es"ontaneidad de reaccionesEs"ontaneidad de reaccionesredoxredox

*ara que una ecuaci&n redox seaes"ont/nea% la suma de sus"otenciales de reducci&n de

media celda de$e ser "ositi)a!*or e7em"lo% considere lareacci&n del co$re met/lico con

el ion "lata! os )alores de"otencial de media celda son#

Cu 2:3ac, : 2e- Cu3s, E°8:0%+4

Ag:

3ac, : e- Ag3s, E°8:0%B0


16/32

Es"ontaneidad de reaccionesEs"ontaneidad de reaccionesredoxredoxa semicelda que "osea el

"otencial de reducci&n mas"ositi)o ser/ el agente oxidante

mas 'uerte% "or lo tanto su'rir/reducci&n!

Ag:3ac, : e- Ag3s,E°8:0%B0


17/32

Es"ontaneidad de reaccionesEs"ontaneidad de reaccionesredoxredox odo lo contrario "asara con la

semicelda que "osea el "otencialmas $a7o o negati)o% (a que

"asara a ser el agente reductor (se oxidar/% "or endeCu 2:3ac, : 2e- Cu3s,

E°8:0%+4*asar/ a ser# Cu3s, Cu 2:3ac, : 2e- E°8-

0%+4


18/32

Es"ontaneidad de reaccionesEs"ontaneidad de reaccionesredoxredoxuego se "rocede a utiliarE° /nodo : E° c/todo8 E° celda3-0%+4 ;,:3:0%B0 ;,8 E° celda

E° celda 8 :0%4 ;


19/32

Es"ontaneidad de reaccionesEs"ontaneidad de reaccionesredoxredox*ara la reacci&n#

Ag:3ac, : e- Ag3s,Cu3s, Cu 2:3ac, : 2e-Dx2

Dx1

Electrones en 7uego#

2Es es"ont/nea

E°celda

Proceso ∆G°

F0 Es"ont/neo G0

G0 Ho

es"ont/neo

F0


20/32

*ilas ( $aterias de uso*ilas ( $aterias de uso

comercialcomercialA! *ila seca o de eclancéI! *ilas alcalinas

C! *ila de litio

J! Acumulador de "lomo


21/32

*ila seca o de eclancé*ila seca o de eclancé

sos# linternas o radios

1%K ;


22/32

=eacci&n=eacci&n

Oidaci!n (ánodo)"n3s, 2e- : n2:

#educci!n (cátodo)"2 .n>2 3s,: 2 H94: 3ac, : 2e- .n2>+3s, : 2H9+3ac, : 92>3l,

#eacci!n $lo%al"n 3s, : 2 .n>23s,: 2 H94 :3ac, n2::

.n2>+3s, : 92>3l, : 2 H9+3AC,


23/32

*ila alcalina*ila alcalina1%K ;.a(or duraci&n


24/32

*ila de litio*ila de litioA# i3s, i: : e-

C# .n>23s,:e- .n>2-

3s,


25/32

Acumulador de "lomoAcumulador de "lomo


26/32

=eacci&n=eacci&n

C/todo#*$>23s, : 49:3ac,:42- : 2e- *$43s, :

292>3l,

/nodo#

*$3s,:42- *$43s, :2e-

¿=eacci&n 5lo$al?


27/32

Celdas electrolíticasCeldas electrolíticas

Electr&lisis#Es cuando en una celda se utilia

electricidad de una 'uente externa

"ara "roducir una reacci&n químicano es"ont/nea! *or e7em"lo#

a,*roduccion de sodio 'undido

$,*roducci&n de Cl2 e 92 en soluci&nde HaCl

c,ElectrorreMnaci&n del Cu


28/32

*roducci&n de sodio 'undido*roducci&n de sodio 'undidoo celda de JoNno celda de JoNn=eacci&n en el /nodo

2Cl-3ac, Cl23g, : 2e-

=eacci&n en el c/todo

2Ha:

3ac, : 2e-

2Ha3l,


29/32

*roducci&n de Cl*roducci&n de Cl22 e 9e 922 enensoluci&n de HaClsoluci&n de HaCl


30/32

Electro -reMnaci&n del CuElectro -reMnaci&n del Cu

=!A8 Cu3s,Cu2:

3ac,:2e-=!C8Cu2:3ac,:2e-Cu3s,


31/32

Corrosi&nCorrosi&n

*roceso natural redox "or el cual sedestru(e la su"erMcie de un metal!Esta se asimila a una celda electrolíticaEl 9ierro ex"uesto al aire Omero se

oxida a ion 'erroso 3@e:2,os electrones li$erados en el /nodo

reducen al oxígeno atmos'érico a aguaen el c/todoos iones @e2: son oxidados "or el

oxígeno a @e+: en "resencia de agua%trans'orm/ndose en &xidos idratados%lo que se llama herrumbre

a a ea a e


32/32

a a ea a ees"eciMcacioneses"eciMcacionesContenidos Conocimient

oComprensi!n

&plicaci!n 'otal

Estados deoxidaci&n

2 10 1B

Pgualaci&n deecuaciones"or métodoion- electr&n

en medio/cido ( $/sico

4 4

Celdaselectroquímicas (determinaci&nde fem (es"ontaneidad dereaccionesrédox

B 4 12

*ilas otal#40

Com"letaci&n Alternati)as

Jesarrollo

Documents

Celdas electroquimicas.ppt