3. UnaReseñaHistórica
Luigi Galvani inicio en 1786 los estudios
sobre si la electricidad animal era real o no.
Galvani era medico y profesor de anatomía,
realizo experimentos con ranas, donde llevan
a enunciar la teoría de la electricidad animal.
Años mas tarde Volta un físico, repitió los
experimentos con el afán de verificar o
refutar dicha teoría de Galvani, donde llego a
la conclusión de que la electricidad era
producto de los metales y no de un animal.
Volta al tener éxito de producir electricidad,
empleo dos metales Cu y Fe, y sin utilizar
ningún animal, donde fue aprobado su teoría
de producir electricidad artificial.
4. ¿Qué es una celda galvánica?
La celda Galvánica o celda
voltaica, denominada en honor de
Luigi Galvani y Alessandro Volta, es
una celda eléctrica que obtiene la
energía eléctrica a partir de
reacciones redox espontaneas por
lo general constan de dos metales
unidos por un puente salino, o
semiceldas separadas por una
membrana porosa
5. Semicelda o semipila de hidrogeno
* Una semi-celda es una estructura que contiene un electrodo conductor y un electrolito conductor
que lo rodea, separados por una forma natural de doble capa de Helmholtz. Las reacciones químicas
dentro de esta capa momentáneamente bombean las cargas eléctricas entre el electrodo y el
electrolito, lo que resulta en una diferencia de potencial entre el electrodo y el electrolito. La reacción
típica del ánodo consiste en un átomo de metal disuelto en el electrodo y transportado como un ion
positivo a través de la capa doble, haciendo que el electrolito adquiriera una carga neta positiva,
mientras que el electrodo adquiere una carga negativa neta. La creciente diferencia de potencial crea
un intenso campo eléctrico dentro de la capa doble y el potencial aumenta de valor hasta que el
campo detiene las reacciones de carga de bombeo netas. Esta acción auto limitante se produce casi
instantáneamente en una media celda aislada; en aplicaciones dos medias células diferentes se
conectan adecuadamente para constituir una celda galvánica.
6. •Electrodos
•Un electrodo en una celda electroquímicase refiere a cualquiera de los
dos conceptos, sea ánodo o cátodo.
•Ánodo.- Es definido como el electrodo en el cual los electrones salen de
la celda y ocurre la oxidación.
•Cátodo.- Es definido como el electrodo en el cual los electrones entran a
las celda y ocurre la .
7. Potencial Estándar del electrodo.
Los potenciales estándar de electrodo nos indican la tendencia de una
sustancia a oxidarse y reducirse no sirve para conocer el potencial( v) o
fem que produce una celda galvánica.
La electricidad se genera debido a la de diferencia de potencial eléctrico
entre estos dos electrodos. Esta diferencia de potencial se crea como
resultado de la diferencia entre los potenciales individuales del
electrodo en relación con el electrólito o disolución en la que están
sumergidos. El potencial de dicha célula será la diferencia entre el
potencial del electrodo positivo (cátodo, donde se realiza la reducción) y el
potencial del electrodo negativo (ánodo, donde se realiza la oxidación).
8.
9. Representación de una Celda Galvánica
De forma convencional toda celda galvánica representa un esquema que permite reconocer a
los electrodos y predecir las reacciones que se llevan a cabo.
Fe/𝐹𝑒+2(𝑚)//𝐶𝑢2+(𝑚)/Cu
DONDE:
Fe/𝐹𝑒+2
: Semi celda anódica.
𝐶𝑢2+
/Cu.- Semi celda Catódica.
Ánodo
Cátodo 𝐶𝑢+2 + 2𝑒 Cu
Fe 𝐹𝑒+2 + 2𝑒
10. FEM
También conocido como fuerza electromotriz o voltaje inducido. Es toda causa capaz de
mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir
una corriente eléctrica en un circuito cerrado . Es una característica de un generador
eléctrico.
Para procesos electroquímicos el cálculo de la fem o fuerza electromotriz se denotara
por la siguiente relación.
∈ 𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎=∈ 𝑜𝑥𝑖𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛 +∈ 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛
11. Celdas de concentración
Una célula de concentración o pila de concentración es una celda
electroquímica que tiene dos semiceldas equivalentes del mismo electrolito, que
sólo difieren en las concentraciones. Se puede calcular el potencial desarrollado por
dicha pila usando la ecuación de Nerths. Una célula de concentración producirá una
tensión o voltaje en su intento de alcanzar el equilibrio, que se produce cuando la
concentración en las dos semipilas son iguales.
12. Potencial de una celda en condiciones
no estándar
• Este concepto nos hace refencia a celdas que salen de las condiciones
normales, esto quiere decir que presentan una molaridad diferente ,
presión diferente a 1 atm.
• Asi en estas condiciones el potencial de la celda o pila galvánica se
determinara a partir de la ecuación de NERTS.
ECUACION DE NERTS:
∈ 𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎=∈ ° 𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎 −
0.0591
𝑛
𝑥𝑙𝑜𝑔𝑄
13. DONDE:
* E, EL POTENCIAL CORREGIDO DEL ELECTRÓDO.
* E°, POTENCIAL EN CONDICIONES ESTANDAR.
* n, representa la cantidad de electrones transferidos.
SEA LA SIGUIENTE REACCIÓN.
𝑎𝐴 + 𝑏𝐵 cC + dD
Entonces:
Q=
𝐶 𝑐 𝐷 𝑑
𝐴 𝑎 𝐷 𝑑
14. Ejemplo de aplicación de la Ecuación de Nerts:
*Hallar el potencial de celda el cual se encuentra a 25°C
Zn/𝑍𝑛+2
(0.001M)//𝐶𝑢+2
(O.1M)/Cu
Datos:
∈ 𝑜𝑥𝑖= 𝑜. 76𝑣, ∈ 𝑟𝑒𝑑= 0.34
Encontramos el potencial de celda:
∈ 𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎= 0.76 + 0.34 = 1.1𝑣
De la reacción redox se tiene que:
n= 2 entonces
Q=
0.001
0.1
= 0.01
Sustituir los datos en la ecuación de nerts
∈=∈ 𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎 −
0.0591
𝑛
xlogQ
∈= 1.16𝑉
