CELDAS ELECTROQUIMICASCELDAS ELECTROLITICAS Dispositivos o arreglos experimentales que permiten estudiar los efectos del paso de una corriente elctrica a travs de una disolucin de electrolitos. Industrialmente son dispositivos o aparatos que se utilizan en la produccin de diversas sustancias. CELDAS GALVANICAS Dispositivos o arreglos experimentales que permiten estudiar algunas propiedades termodinmicas gracias a la diferencia de potencial que se origina entre sus electrodos positivo y negativo. Industrialmente son dispositivos o aparatos que se utilizan en la produccin y almacenaje de energa elctrica

CELDAS ELECTROQUIMICAS(TERMINOS Y CONCEPTOS IMPORTANTES INVOLUCRADOS)

ARREGLO EXPERIMENTAL DISOLUCION DE ELECTROLITOS CONDUCTORES ELECTRICOS CORRIENTE ELECTRICA ELECTRODOS

CELDAS ELECTROLITICAS (ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS PRINCIPALES )CONDUCTORES METALICOS eeELECTROLITOCONDUCTOR INICO

BATERIA

FUENTE DE CORRIENTE

RECIPIENTE

(-)

(+)ELECTRODOS

CELDAS ELECTROLITICASexaminamos el diagrama de una celda para Na Cl fundidoBATERIASE LIBERA Cl2 e SE ORIGINA Na METALICO ELECTROLITO: CLORURO DE SODIOFUNDIDO e

Na+

(-)La semireaccin en el CATODO Na+ + e- Na Na+

ClNa+

Cl-

(+)ClLa semireaccin en el ANODO 2Cl- Cl2 + 2e-

REACCION GLOBAL

2Na+ + 2Cl-

2Na + Cl2

CELDAS ELECTROLITICASexaminamos el diagrama de una celda para Na Cl disuelto en agua

BATERIAe e ELECTROLITO: CLORURO DE SODIO DISUELTO

Na+ La semireaccin en el CATODO 2H20 + 2eH2 + 2OH-

(-)Na+

ClH2O

Cl-

(+)H2O

Na+ ClH2O

La semireaccin en el ANODO 2Cl- Cl2 + 2e-

REACCION GLOBAL 2Cl- + 2H20 H2 + Cl2 + 2OH-

CELDAS ELECTROLITICAS

En conclusion : El paso de una corriente elctrica continua a travs de una disolucin de electrolitos estar siempre asociada a un cambio qumico, que se manifiesta a travs de una reaccin de oxido reduccin

CELDAS ELECTROLITICASestequiometra

Cmo se relacionan la extensin en que se produce el cambio qumico y la cantidad de corriente que atraviesa un electrolito?

CELDAS ELECTROLITICASestequiometra

Teniendo en consideracin las siguientes semireacciones:

Au+3 + 3e- Au Zn+2 + 2e- Zn Ag+ + e- Ag-Observamos que en cada una de ellas est involucrado un numero de moles de electrones diferente -Sin embargo tambin se observa que 1 mol de electrones est asociado a un equivalente qumico de cada una de las sustancias consideradas. -En conclusin se requiere de un mol de electrones para transformar un equivalente qumico de cada una de las sustancias en cuestion.

CELDAS ELECTROLITICASestequiometra

Teniendo en consideracin que : La carga del electrn: e- = 1,602 177 33 x 10-19 C Un mol de electrones = 6,022 136 7 x 1023 eLuego la carga asociada a un mol de electrones ser: 96 485, 308 989 C Luego el paso de 96485,309 C a traves de una celda electrolitica transformar un equivalente qumico de sustancia. (Ley de Faraday)

CELDAS GALVANICAS Son celdas electroqumicas en las que un cambio qumico o reaccin qumica da lugar a una diferencia de potencial o fuerza electromotriz entre sus electrodos. Poseen los mismos elementos constructivos que las celdas electrolticas. Las reacciones que ocurren en las celdas galvnicas son espontaneas , es decir, que G es negativo.

CELDAS GALVANICAS Una celda galvnica es un dispositivo para la obtencin de corriente elctrica causada por reacciones qumicas. La ms simple consta de dos electrodos metlicos (conductores de primera clase) introducidos en un electrolito (conductor de segunda clase) y unidos entre s por un contacto metlico.

CELDAS GALVANICASSwitch

Voltmetro

nodo Zn

Puente salino

Ctodo Cu

Movimiento de cationes

Movimiento de aniones

CELDAS GALVANICAS SIGNO DE LA FUERZA ELECTROMOTRIZ (FEM)DE LAS CELDAS GALVNICAS La FEM de una celda galvnica es siempre una magnitud positiva, que corresponde a un proceso espontneo que entrega un trabajo positivo. La FEM de un circuito electroqumico se considera positiva si durante el trabajo del circuito los cationes en la solucin pasan del electrodo, en la parte izquierda del esquema al electrodo en la parte derecha del esquema, movindose los electrones en el circuito exterior en la misma direccin. En este caso , el electrodo de la derecha se carga positivamente en comparacin con el de la izquierda.

CELDAS GALVANICASNOMENCLATURA Y NOTACIN DE LAS CELDAS GALVNICASEl ctodo , electrodo en el que tiene lugar la reduccin, se sita a la derecha. El nodo, electrodo en el que tiene lugar la oxidacin , se sita a la izquierda. El limite entre dos fases se representa mediante una sola linea oblicua (/) El limite entre los compartimentos de las semiceldas (puente salino), se representa mediante una doble lnea oblicua (//). Las especies en solucin acuosa se sitan a ambos lados de la doble lnea oblicua. Las especies distintas de la misma solucin, se separan entre s por una coma.

CELDAS GALVANICAS NOTACIN Especie (concentracin) // (concentracin) Especie se oxida (nodo) P.salino se reduce (ctodo) IZQUIERDA Ejemplos celda de cinc-cobre: Zn/Zn+2 (1,0 M) // (1,0 M) Cu+2 / Cu DERECHA

Reaccion total Zn + Cu+2 Zn+2 + Cu

CELDAS GALVANICASPotencial, Trabajo (W) y (G FEM = potencial (V) = trabajo (J) / Carga (C) E (V) = trabajo hecho por el sistema (J) / carga (c) E = -w/q -w = qE Faraday ( F) = 96,485 C/mol eq = nF = moles de e- x carga /mol de ew = -qE = -nFE = (G (G = -nFE

CELDAS GALVANICAS Ecuacin de Nernst

(G = (G + RTln(Q) -nFE = -nFE + RTln(Q)E = E - RT ln (Q)

nF