Breve introducción de los usos principales de este electrodo.

1. Hidrógeno
Celdas Galvánicas

2. • El Hidrogeno prácticamente no se encuentra
en estado libre en la tierra, por lo que no es
una energía primaria. Sin embargo puede
producirse mediante diferentes procesos
químicos y bioquímicos.
• Cuando se combina con el oxígeno del aire,
libera la energía química almacenada en el
enlace H-H, generando vapor de agua como
producto de combustión.
• Puede almacenarse como gas a presión y
como líquido o distribuirse mediante
gasoductos, por lo que se considera que pueda
remplazar al gas natural a medio-largo plazo.

3. Proceso Electrolisis
• Gas natural, carbón, agua y energías
renovables.
• El agua se divide en hidrógeno y oxígeno
mediante una corriente eléctrica y medio
alcalino.
• En el cátodo es producido el hidrógeno
(reduce) y en el ánodo es producido el
oxígeno (oxida).
• El calor liberado en el proceso se elimina
recirculando el agua alrededor de las
celdas.
• 4.9-4.6 kWh por cada 3 moléculas de H.
• ¿Cómo poder obtener esa electricidad sin
utilización de hidrocarburos?

4. Aplicaciones Generales
Aplicaciones
• Química
• Espacial
• Industria del Vidrio
• Electrónica
• Medio Ambiente
Dato
• La vía seleccionada para la
producción del Hidrógeno
viene dictada por la
economía del proceso, las
necesidades del mercado y
también por las regulaciones
ambientales.
• Puesto que no se producen
gases de efecto invernadero
durante su combustión, el
hidrogeno ofrece un gran
potencial para reducir las
emisiones de CO2.

5. Hidrógeno para
Celdas Galvánicas
• Determinación del potencial estándar de celda (ΔE) que
es el voltaje asociado con una celda cuando todos los
solutos se encuentran a 1 M , 1 atm, 25C°.
• Es siempre positivo y corresponde a la diferencia de
potenciales de cátodo (semi-reacion de reducción) y
ánodo (semi-reacion de oxidación).
• FEM =ΔE°celda= E°(cátodo) – E°(ánodo)
• Estos valores se obtienen enfrentando el electrodo de
refenrencia con un electrodo normal estándar de
hidrógeno.

6. •La corriente eléctrica fluye desde ánodo al cátodo y nos indica el sentido
de la reacción química.
•La corriente fluye desde el electrodo de Hidrógeno (ánodo) Cobre
(cátodo).
•La corriente fluye hacia el electrodo de Hidrógeno (cátodo) Zinc.
•Según que al que actúe como polo negativo o positivo en una pila, la
reacción que tiene lugar en el electrodo de hidrógeno es:
•Ánodo : H2 → 2 H+ + 2 e- ; Eºoxi
Cátodo : 2 H+ + 2 e- → H2 ; Eºred
•Se llama FEM a la diferencia de potencial producida por los electrodos de
una celda.
FEM

7. ENH
Electrodo de Pt platinado
[HX] = C
HX es ácido fuerte
(generalmente)
P
Electrodo de hidrógeno
1. El Electrodo Estándar de Hidrógeno (EEH) tiene un potencial de
electrodo de 0.000 V. Esto es: EEH = 0.000 V.
El electrodo estándar de hidrógeno es un
electrodo de hidrógeno en condiciones
estándar (condiciones ideales).
El equilibrio electroquímico asociado a
un electrodo de hidrógeno es:
)g(2He2H2 

 
 
2
)(2/
2
log
2
303.2
H
o
P
H
F
RT
gHH

 
Por lo tanto: VEEH
o
gHH
000.0)(2/
 

8. Ecel =+ 0,337 - ( - 0,763) = + 1,100 V

9. Ecuación de Nernts
• La Ecuación de Nernst, desarrollada por el
químico y físico alemán Walther Hermann Nernst,
es la relación cuantitativa que permite calcular
la FEM de una pila, para concentraciones de
iones diferentes de una unidad. También usado
para cálculos en titulación de oxidación-reducción.
E: Hace referencia al
potencial del electrodo.
Eº: Potencial
en condiciones estándar.
R:Constante de los gases.
T: Temperatura absoluta
(en grados Kelvin).
N: Número de electrones
intercambiados
F:Constante de Faraday
( con un valor de 96500
C/mol, aprox.)
Q= Cociente de reacción
R= 8.314
J/mol (K)
F= 96500 C

10. Cálculo potencial; Aplicado en
Tecnología
• Pilas alcalinas para dispositivos portátiles.
• Baterías recargables de ion-litio.
• Pilas de Combustible.

11. Tema; Hidrógeno.
•Eduardo Ramírez Bravo
•Viviana de Santiago
•Noé Hernández
Profesora: María Luisa Mendoza
Gracias.

12. Cálculo del potencial
del Electrodo
•Cada reacción de semi-celda tiene diversas
diferencias de potencial.
•Estos potenciales miden la fuerza
impulsora de las dos semi-reacciones.
•En condiciones estándares el potencial de
celda es igual a ;
Ec=Ecátodo-Eánodo
•Aplicaciones
Pilas alcalinas para dispositivos portátiles
Baterías recargables de ion-litio
Pilas de combustible

13. •Electroquímica; Estudia la transformación entre la energía química y
eléctrica
•Procesos espontáneos que implican la transferencia de electrones y por lo
tanto son reacciones oxido (ánodo)-reducción (cátodo).
•Se le conoce como FEM a la diferencia de potencial entre los dos
electrodos de la celda.
•
Dependiendo de la semicelda con la que se acope el electrodo de hidrógeno,
éste puede actuar como ánodo o como cátodo:
Si actúa como ánodo el hidrógeno se oxida a iones H+
•Cuando actúa como cátodo le reacción producida es la inversa.
• El potencial de electrodo del hidrógeno depende de los siguientes
factores:
_ La temperatura
_ La actividad: para el estándar se utiliza una actividad del ión hidrógeno
igual a 1
_ La presión: para el estándar se utiliza una presión de 1 atm

14. •Zn / ZnSO4 (aZn
2+=1,00) // CuSO4 (aCu
2+ =1,00 ) / Cu
•
El proceso global de la celda implica la oxidación del Zna
Zn(II) y la reducción del Cu (II) a Cu. Dado que las actividades
especificadas son iguales a la unidad, los potenciales estándar
son también los potenciales de electrodo. El esquema de la celda
(arriba) indica que el Zn es el ánodo, ya que se ha situado a la
izquierda. Utilizando los datos de potencial de la tabla
correspondiente se calcula el potencial:
•
Ecel =+ 0,337 - ( - 0,763) = + 1,100 V
•
El signo positivo del resultado indica que la reacción que tiene
lugar:
Zn (s) + Cu2+ ---> Zn2+ + Cu(s)

15. • De la ecuación anterior se deduce que cuando las actividades son iguales a uno, la constante E0 se hace igual al potencia
de semicelda.
El potencial estándar de electrodo E0 es una constante física importante que proporciona información cuantitativa
con respecto a la fuerza impulsora de la reacción de una semicelda. Sus características más importantes son:
•
• 1ª- Es una cantidad relativa en el sentido de que es el potencial de una celda electroquímica en la cual el electrodo de
referencia es el electrodo estándar de hidrógeno cuyo potencial se ha fijado arbitrariamente en cero voltios: 0 V
•
• 2ª.- El potencial estándar de electrodo E0 se refiere exclusivamente a una reacción de reducción.
•
3ª.- Mide la fuerza relativa que tiende a dirigir la semirreacción desde un estado en el que los reactivos y los productos
tienen una actividad de uno: 1, hasta un estado en el que los reactivos y los productos alcanzan sus actividades de
equilibrio en relación con el electordo estándar de hidrógeno.
•
4ª.- Es independiente del número de moles de reactivos y productos de la semirreacción balanceada.
•
5ª.- un potencial de electrodo positivo indica que la semirreacción en cuestión es espontánea con respecto a la
semirreacción del electodo estándar de hidrógeno. Esto es, el oxidante de la semirreacción es un oxidante más fuerte que
el hidrógeno. Un signo negativo indica lo contrario.
•
• 6ª.- El potencial estándar de electrodo para una semirreacción depende de la temperatura.
•