ingenieria electroquímica

7/23/2019 Ingenieria Electroquímica

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INGENIERIAELECTROQUÍMICA

Dr. Roman Dabek Klapko

SERGIO GARCIA MEJIA

IQ

6TO SEMESTRE!"#$"#%$

SALTILLO COA&UILA



Tarea 1

Concepto de electroquímica

La ele'(ro)*+m,'a *n 'ampo )*e (ra(a -e la (ran/orma',one )*+m,'a pro-*',-a por 'orr,en(e el0'(r,'a 1 -e la pro-*'',2n -e (ale 'orr,en(e por me-,o -e la (ran/orma',2n

-e *(an',a )*+m,'a. E *n 'ampo ,n(er-,',pl,nar,o3 p*e-e -e',re )*e na',2 -e la)*+m,'a por a'',2n -e la ele'(r,',-a-3 pero ,mpl,'a m*'4o m5 )*e *n 'ono',m,en(o -e la)*+m,'a -e la *(an',a 1 -e la /+,'a -e lo 'ampo el0'(r,'o.

Ele'(ro)*+m,'a mo-erna3 ol*men %

71 Jo4n O8Mara 7o'kr,3 Am*l1a K.N. Re--1

95:,na %

La ele'(ro)*+m,'a 4a ,-o -e/,n,-a 'l5,'amen(e 'omo la ',en',a )*e (ra(a -e lo 'amb,o)*+m,'o pro-*',-o por la 'orr,en(e el0'(r,'a3 1 -e la pro-*'',2n -e ele'(r,',-a- me-,an(ela ener:+a -e rea'',one )*+m,'a.

In:en,er+a ele'(ro)*+m,'a

C.L. Man-ell E-. Re;er(0 Cap,(*lo %3 Mar<o ##=



Tarea 2

Batería de Bagdad

E la pr,mera p,la el0'(r,'a -e la 4,(or,a3 'rea-a an(e -el a>o $ -.'

La ba(er+a -e 7a:-a-3 en pl*ral on *n 'on?*n(o -e ?arrone /abr,'a-o en el per+o-o9ar(o en(re lo a>o @ a.C. 1 6 -.C

E(aban 4e'4o -e ar',lla3 me-,an *no %@ 'm -e al(o por @ 'm -e -,5me(ro3 en * ,n(er,or (en+a *n ',l,n-ro -e 'obre /,?a-o -e a/al(o a la embo'a-*ra -el '*ello 1 -en(ro -el ',l,n-ro*na ;ara -e 4,erro. Se 'ree )*e el epa',o en(re el ',l,n-ro -e 'obre 1 la pare-e -el

?arr2n e llenaban -e al:Bn l+)*,-o ele'(rol+(,'o3 )*e perm,(a la rea'',2n ele'(ro)*+m,'a.

Se 'ree )*e :eneraban en(re *no 1 -o ;ol(,o

El 4alla<:o -e e(a rB(,'a ba(er+a /*0 -e pel+'*la. En %!=63 en K*?*( Rab*a3 *na al-ea'er'ana a 7a:-a- Irak3 lo (raba?a-ore -el Depar(amen(o E(a(al Ira)*+ -el erro'arr,len'on(raron *na ;,e?a (*mba -*ran(e *na eF'a;a',one. En * ,n(er,or e en'on(raron

6%= abalor,o3 /,:*ra -e ar',lla 1 o(ra p,e<a3 en(re la '*ale e en'on(raban lo ?arrone.

En %!=!3 el ar)*e2lo:o ,l4elm KHn,:3 a 'ar:o -el Labora(or,o -el M*eo e(a(al -e7a:-a- /*e el pr,mero en ,-en(,/,'arlo 'omo *na p,la el0'(r,'a. 9ara lle:ar a ea'on'l*,2n lo llen2 -e *n l+)*,-o ele'(rol,(o3 lo 'one'(2 a *na l5mpara 1 ;o,l5 la l5mpara3a*n)*e -e /orma m*1 -0b,l3 e en'en-,2.E(o e lo )*e -,'e par(e -e la 4,(or,a3 a*n)*elo m5 e'0p(,'o a/,rman )*e la 'on'l*,2n -e )*e en * -+a /*eran *(,l,<a-o 'omo p,lano e o(,ene3 1a )*e no e 4an en'on(ra-o re(o -e ele'(rol,(o -en(ro -e lo ?arrone.



TAREA 3 y 4. FACTOR E ACT!"!A # EC$AC!%& E&ER&'T

FE( de celda

En *n en(,-o ,mple3 el /l*?o -e ele'(rone pro;o'a-o por *na 'el-a ;ol(a,'a e'omparable 'on el /l*?o -e a:*a en *na 'a'a-a. El a:*a /l*1e epon(5neamen(een *na 'a'a-a -eb,-o a *na -,/eren',a -e ener:+a po(en',al en(re la par(e*per,or -e la 'a'a-a 1 la 'orr,en(e -e m5 aba?o. De /orma an5lo:a3 loele'(rone /l*1en -el 5no-o -e *na 'el-a ;ol(a,'a a * '5(o-o -eb,-o a *na-,/eren',a -e ener:+a po(en',al. La ener:+a po(en',al -e lo ele'(rone e ma1or en el 5no-o )*e en el '5(o-o3 por lo '*al /l*1en epon(5neamen(e -el 5no-o al'5(o-o a lo lar:o -e *n ',r'*,(o eF(erno.

La -,/eren',a -e ener:+a po(en',al por 'ar:a el0'(r,'a la -,/eren',a -e po(en',alen(re -o ele'(ro-o e m,-e en *n,-a-e -e ;ol(. Un ;ol( e la -,/eren',a -e

po(en',al ne'ear,a para ,mpar(,r % J -e ener:+a a *na 'ar:a -e % 'o*lomb C.

La -,/eren',a -e po(en',al en(re lo -o ele'(ro-o -e *na 'el-a ;ol(a,'apropor',ona la /*er<a mo(r,< )*e emp*?a lo ele'(rone a lo lar:o -el ',r'*,(oeF(erno. 9or 'on,:*,en(e3 a e(a -,/eren',a -e po(en',al e le llama /*er<aele'(romo(r,< )*e pro;o'a mo;,m,en(o -e ele'(rone3 o /em. La /em -e *na'el-a3 )*e e -eno(a 'omo E'el-a3 e llama (amb,0n po(en',al -e 'el-a. Deb,-o a)*e el E'el-a e m,-e en ;ol(3 olemo re/er,rno a ella 'omo el ;ol(a?e -e 'el-a. En

(o-a rea'',2n -e 'el-a )*e e lle;a a 'abo epon(5neamen(e3 'omo la -e *na'el-a ;ol(a,'a3 el po(en',al -e 'el-a e po,(,;o.

La /em -e *na 'el-a ;ol(a,'a en par(,'*lar -epen-e -e la rea'',one epe'+/,'a)*e e lle;an a 'abo en el '5(o-o 1 en el 5no-o3 -e la 'on'en(ra',one -erea'(,;o 1 pro-*'(o 1 -e la (empera(*ra.

En 'on-,',one e(5n-ar la /em e -enom,na /em e(5n-ar o po(en',al e(5n-ar -e'el-a3 1 e -eno(a 'omo E'el-a.

FEM y cambio de energía libre

El 'amb,o -e ener:+a l,bre -e G,bb3 G3 e *na me-,-a -e la epon(ane,-a- -e*n pro'eo )*e e lle;a a 'abo a (empera(*ra 1 pre,2n 'on(an(e.

9*e(o )*e la /em3 E3 -e *na rea'',2n re-oF ,n-,'a , la rea'',2n e epon(5nea3la /em 1 el 'amb,o -e ener:+a l,bre e(5n rela',ona-o e:Bn la e'*a',2n



En e(a e'*a',2n n e *n nBmero po,(,;o ,n *n,-a-e )*e repreen(a el nBmero-e ele'(rone )*e e (ran/,eren en la rea'',2n. La 'on(an(e e la 'on(an(e -eara-a13 a+ llama-a en 4onor -e M,'4ael ara-a1. La 'on(an(e -e ara-a1 e la'an(,-a- -e 'ar:a el0'(r,'a -e % mol -e ele'(rone. E(a 'an(,-a- -e 'ar:a re',beel nombre -e /ara-a1 .

La *n,-a-e -el G 'al'*la-o me-,an(e la e'*a',2n #.%% on J"molP en e(e'ao por mol ,:n,/,'a por mol -e la rea'',2n (al 'omo e(5 e'r,(a.

Tan(o n 'omo on nBmero po,(,;o. 9or (an(o3 *n ;alor po,(,;o -e E en lae'*a',2n or,:,na *n ;alor ne:a(,;o -e G. Tan(o *n ;alor po,(,;o -e E 'omo *n;alor ne:a(,;o -e G ,n-,'an )*e la rea'',2n e epon(5nea.

C*an-o (o-o lo rea'(,;o 1 pro-*'(o e 4allan en * e(a-o e(5n-ar3 e p*e-emo-,/,'ar la e'*a',2n para rela',onar G 'on E.

Ecuación de Nernst

La -epen-en',a -e la /em -e 'el-a repe'(o -e la 'on'en(ra',2n e ob(,ene apar(,r -e la -epen-en',a -el 'amb,o -e ener:+a l,bre repe'(o -e la 'on'en(ra',2n.El 'amb,o -e ener:+a l,bre3 G3 :*ar-a rela',2n 'on el 'amb,o -e ener:+a l,bree(5n-ar3 G

La 'an(,-a- Q e el 'o',en(e -e rea'',2n3 '*1a /orma e la -e la eFpre,2n -e la'on(an(e -e e)*,l,br,o al;o )*e la 'on'en(ra',one on la )*e eF,(en en lame<'la -e rea'',2n en *n momen(o -a-o.

S*(,(*1en-o GnE E'*a',2n EM 1 'amb,o -e ener:+a en la e'*a',2nan(er,or e ob(,ene

Depe?an-o E -e e(a e'*a',2n e ob(,ene la ecuación de Nernst



Se a'o(*mbra repreen(ar e(a e'*a',2n en (0rm,no -e lo:ar,(mo 'om*ne -ebae %#

A T ! K la 'an(,-a- .=#=RT" e ,:*al a #.#$! 3 -e mo-o )*e la e'*a',2ne ,mpl,/,'a a

E(a e'*a',2n no perm,(e 4allar la /em )*e *na 'el-a pro-*'e en 'on-,',one noe(5n-ar3 o b,en -e(erm,nar la 'on'en(ra',2n -e *n rea'(,;o o pro-*'(o m,-,en-o la/em -e la 'el-a.

En :eneral3 , la 'on'en(ra',one -e lo rea'(,;o a*men(an 'on repe'(o a la

-e lo pro-*'(o3 la /em a*men(a. A la ,n;era3 , la 'on'en(ra',one -e lopro-*'(o a*men(an 'on repe'(o a la -e lo rea'(,;o3 la /em -,m,n*1e.D*ran(e el /*n',onam,en(o -e *na 'el-a ;ol(a,'a lo rea'(,;o e (ran/orman enpro-*'(o3 lo )*e ,n'remen(a el ;alor -e Q 1 -,m,n*1e la /em.

Factor de actividad

9ara la rea'',2n aA b7 'C -D3 la eFpre,2n -e Q -e la E'*a',2n -eNern( e

Don-e CV 1 DV on la pre,one par',ale 1"o 'on'en(ra',one molare en 'ao-e :ae o -e ,one -,*el(o3 repe'(,;amen(e3 -e lo pro-*'(o -e la rea'',2nPAV 1 7V para lo rea'(,;o. Lo eFponen(e on la 'an(,-a- -e mole -e 'a-a*(an',a ,mpl,'a-a en la rea'',2n 'oe/,',en(e e(e)*,om0(r,'o. A la*(an',a en e(a-o 2l,-o e le a,:na 'on'en(ra',2n *n,(ar,a3 por lo )*e noapare'en en Q.

En real,-a-3 lo po(en',ale -e la '0l*la ele'(ro)*+m,'a e(5n rela',ona-o 'onla a'(,;,-a-e -e lo rea'(,;o 1 lo pro-*'(o -e la rea'',2n3 )*e a * ;e< e(5n

rela',ona-a 'on la repe'(,;a 'on'en(ra',one molare. No ob(an(e3 'on/re'*en',a e 4a'e la aproF,ma',2n -e )*e la a'(,;,-a-e on ,:*ale a la'on'en(ra',one molare3 pero e 'on;en,en(e (ener en '*en(a )*e e(o e *naaproF,ma',2n 1 )*e 'omo (al3 p*e-e 'on-*',r a re*l(a-o err2neo.

9ara *na rea'',2n :en0r,'a



La 'on(an(e -e e)*,l,br,o para e(a rea'',2n ;,ene -a-a por

-on-e a ? e la a'(,;,-a- -e la epe',e W?W

A-em5 e -e/,ne Q 'omo

Don-e el *b+n-,'e ,n ,n-,'a )*e la a'(,;,-a-e on ,n(an(5nea 1 no laa'(,;,-a-e -e e)*,l,br,o. 9or (an(o3 Q no e *na 'on(an(e3 ,no )*e e(5'amb,an-o -e /orma 'on(,n*a 4a(a )*e e al'an<a el e)*,l,br,o 1 en(on'e Q K.



TAREA ). C*+C$+O E& BA'E A +A EC$AC!%& E &ER&'T

Ue la e'*a',2n -e Nern( para -ar la /em -e la l5m,na9(%"&:"&Cla'"A:Cl"A:"9(# en (0rm,no -e la a'(,;,-a-e. S*pon:a )*e lapre,2n -e aproF,ma-amen(e %bar.

La rea'',2n )*+m,'a :lobal ;,ene -a-a 'omo

A:Cl &: A: &a' ClXa'

A la 9%bar3 o ;alore pr2F,mo3 la a'(,;,-a-e -e lo 2l,-o p*ro A: 1 A:Cl;alen %. La e'*a',2n / ,"9Ya, -on-e 9Y%bar -a a&/&"9Y3 -on-e / e la/*:a',-a- -el & 1 9Y%bar.

9ara pre,one pr2F,ma a %bar3 po-emo *(,(*,r /& por 9& 'on *n error -epre',able.

Solución:

ingenieria electroquímica

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