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Pilas(efc)

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Pilas(efc)

  1. 1. PILAS Elaboró: Esther Flores Cruz
  2. 2. OBJETIVO Al finalizar esta sesión el alumno identificará los elementos de una pila y determinará su potencial o fuerza electromotriz (fem).
  3. 3. ANTECEDENTES <ul><li>Electroquímica </li></ul><ul><li>Reacción redox </li></ul><ul><li>Pila </li></ul><ul><li>Reacción espontánea </li></ul><ul><li>Diagrama de predicción de una reacción espontánea </li></ul>
  4. 4. ANTECEDENTES <ul><li>ELECTROQUÍMICA : la electroquímica es la rama de la Química que estudia la conversión entre la energía eléctrica y la energía química </li></ul>
  5. 5. ANTECEDENTES <ul><li>REACCIÓN REDOX : una reacción redox, llamada también de oxidación- reducción,es aquella donde se realiza un intercambio de electrones, de manera que una sustancia se oxida y la otra se reduce. </li></ul>
  6. 6. <ul><li>PILA : una pila (llamada también celda galvánica o voltaica), es aquella en la que una reacción química redox espontánea genera energía eléctrica. </li></ul>ANTECEDENTES
  7. 7. ANTECEDENTES <ul><li>REACCIÓN ESPONTÁNEA : es una reacción química cuantitativa hacia la formación de los productos, es decir, se desplaza hacia la derecha. </li></ul>
  8. 8. ANTECEDENTES E o (V) Ox 1 Ox 2 Red 1 Red 2 Diagrama de predicción de una reacción espontánea Aumento de la fuerza oxidante Aumento de la fuerza reductora
  9. 9. ANTECEDENTES Ox 2 + ne Red 2 reacción de reducción Red 1 Ox 1 + ne reacción de oxidación Donde ne es el número de electrones intercambiados en cada semirreacción. Semirreacciones
  10. 10. Reacción global espontánea Ox 2 + Red 1 Ox 1 + Red 2 ANTECEDENTES
  11. 11. ANTECEDENTES Para calcular el potencial o fuerza electromotriz (fem) de la pila o celda, aplicamos la expresión siguiente : E o celda = E o reducción – E o oxidación Donde E o reducción es el potencial estándar de la especie que se reduce y E o oxidación el potencial estándar de la especie que se oxida.
  12. 12. METODOLOGÍA DE RESOLUCIÓN <ul><li>Para la resolución de los ejercicios se recomienda: </li></ul><ul><li>Consultar la tabla de potenciales estándar de reducción a 25( o C), de las sustancias involucradas en la reacción química(cuando la información no es proporcionada). </li></ul><ul><li>En un diagrama de predicción de reacción química espontánea anotar los valores de potenciales estándar de las sustancias. </li></ul>
  13. 13. METODOLOGÍA DE RESOLUCIÓN <ul><li>La reacción química espontánea se lleva a cabo entre la sustancia más oxidante con la sustancia más reductora. </li></ul><ul><li>Se identifica entonces la semirreacción de oxidación de la sustancia, así como la semirreacción de reducción de la otra especie involucrada. </li></ul>
  14. 14. METODOLOGÍA DE RESOLUCIÓN <ul><li>Para calcular el potencial o fem de la pila, se sustituyen los valores de los potenciales estándar de las sustancias de la reacción redox espontánea, en la expresión correspondiente . </li></ul>
  15. 15. Ejercicios resueltos Se presentan dos ejercicios resueltos y al finalizar la explicación, se proponen cuatro ejercicios para resolver por el alumno.
  16. 16. Ejercicio resuelto Cu 2+ (ac) + Zn (s) Cu (s) + Zn 2+ (ac) Cu 2+ (ac) + 2e Cu (s) reacción de reducción Zn (s) Zn 2+ (ac) + 2e reacción de oxidación Calcule el potencial de la pila (celda) a 25( o C) de acuerdo a la reacción redox espontánea siguiente: Resolución: de la reacción se observa
  17. 17. Ejercicio resuelto E o celda = E o reducción –E o oxidación Sustituyendo los valores de potencial estándar de reducción de las especies de la reacción, tenemos: E o celda =[ 0.34(V) ] – [-0.76(V)] E o celda = 1.10(V)
  18. 18. EJERCICIO RESUELTO Prediga si la siguiente reacción procederá espontáneamente, y si es así, calcule el potencial de la pila generada a 25( o C). Fe 3+ (ac) + V 2+ (ac) Fe 2+ (ac) + V 3+ (ac)
  19. 19. EJERCICIO RESUELTO Potenciales estándar de reducción de las especies: E o Fe 3+ /Fe 2+ = 0.77(V) E o V 3+ /V 2+ = -0.255(V)
  20. 20. EJERCICIO RESUELTO V 3+ -0.255 V 2+ 0.77 Fe 3+ Fe 2+ E o (V) Fe 3+ (ac) + 1e Fe 2+ (ac) reacción de reducción V 2+ (ac) V 3+ (ac) + 1e reacción de oxidación Diagrama para identificar la espontaneidad de la reacción química
  21. 21. EJERCICIO RESUELTO E o celda = E o reducción - E o oxidación E o celda =[ 0.77(V)] - [ -0.255(V) ] E o celda =1.025(V)
  22. 22. EJERCICIOS PROPUESTOS <ul><li>Prediga si las siguientes reacciones procederan espontáneamente a 25( o C), de ser así calcule la fem de la pila o celda generada.Consulte la tabla de potenciales estándar de reducción. </li></ul><ul><li>Sn 2+ (ac) + Fe (s) Sn (s) + Fe 2+ (ac) </li></ul><ul><li>Cr (s) + Ag 1+ (ac) Cr 3+ (ac) + Ag (s) </li></ul>
  23. 23. EJERCICIOS PROPUESTOS <ul><li>Au 3+ (ac) + Pb (s) Au (s) + Pb 2+ (ac) </li></ul><ul><li>Na (s) + Sn 4+ (ac) Na 1+ (ac) + Sn 2+ (ac) </li></ul>
  24. 24. BIBLIOGRAFÍA <ul><li>Chang, Raymond </li></ul><ul><li>Chemistry </li></ul><ul><li>McGraw-Hill </li></ul><ul><li>U.S.A. 1997. </li></ul><ul><li>Mortimer, Charles </li></ul><ul><li>Química </li></ul><ul><li>Grupo Editorial Iberoamérica </li></ul><ul><li>México, 1983 </li></ul>

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