Introducción
En este tema que se desglosa de pilas, hablaremos sobre el Diagrama de celda y Potencial Estándar de Reducción, aprenderemos como influyen las reacciones de oxido reducción (redox), en cada reacción y también los distintos tipos de reacciones que se generan, también conoceremos sus funciones, así como también para que sirven y su importancia, y también un poco sobre sus orígenes.Pilas
DIAGRAMA DE CELDA Y POTENCIAL ESTANDAR DE REDUCCIÓN
Diagrama de celda:
La Celda Electroquímica es el dispositivo utilizado para la descomposición mediante corriente eléctrica de sustancias ionizadas denominadas electrolitos. También se conoce como Celda Galvánica o Voltaica, en honor de los científicos Luigi Galvani y Alessandro Volta, quienes fabricaron las primeras de este tipoa fines del S. XVIII.[1]
Las celdas electroquímicas tienen dos electrodos: El Ánodo y el Cátodo. El ánodo se define como el electrodo en el que se lleva a cabo la oxidación y el cátodo donde se efectúa la reducción. Los electrodos pueden ser de cualquier material que sea un conductor eléctrico, como metales, semiconductores.
A la porción de electrolito que rodea al ánodo se llama anolito ycátodo catolito.
Para completar el circuito eléctrico, las disoluciones se conectan mediante un conductor por el que pasan los cationes y aniones, conocido como puente de sal (o como puente salino). Los cationes disueltos se mueven hacia el Cátodo y los aniones hacia el Ánodo. La corriente eléctrica fluye del ánodo al cátodo por que existe una diferencia de potencial eléctrico entre amboselectrolitos. Esa diferencia se mide con la ayuda de un voltímetro y es conocida como el voltaje de la celda. También se denomina fuerza electromotriz (fem) o bien como potencial de celda.
La notación convencional para representar las celdas electroquímicas es un diagrama de celda. En condiciones normales, para la pila de Daniell el diagrama sería:
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La linea vertical representa ellimite entre dos fases. La doble linea vertical representa el puente salino. Por convención, el ánodo se escribe primero a la izquierda y los demás componentes aparecen en el mismo orden en que se encuentran al moverse de ánodo a cátodo.
Esquema de Daniell
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Esquema de la Pila de Daniell. El puente salino (representado por el tubo en forma de U invertida) contiene una disolución deKCl permitiendo la interacción eléctrica entre el ánodo y el cátodo. Las puntas de éste deben estar tapadas con pedazos de algodón para evitar que la disolución de KCl contamine los otros contenedores.
Aquí otros ejemplos:
En una celda galvánica donde el ánodo sea una barra de Cinc y el cátodo sea una barra de Cobre, ambas sumergidas en soluciones de sus respectivos sulfatos, y unidas por unpuente salino se la conoce como Pila de Daniell. Sus semirecciones son estas:
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Esquema de una celda electroquímica
A) Circuito abierto
B) Circuito con carga
Potencial estándar de reducción
El Potencial de reducción es la espontaneidad, o la tendencia a que suceda la reacción redox entre dos sustancias químicas. Una reacción redox se puedesuponer que es la suma de dos semirreacciones. Podemos atribuir a cada una de las semipilas o electrodos un potencial. Así, el potencial de la pila(Eº) vendrá dado por la diferencia de los dos potenciales de electrodo:
Eº pila = Eº reducción – Eº oxidación
O lo que es lo mismo:
Eº Celda = Eº cátodo – Eº ánodo
El “potencial de electrodo” es la carga electrostática que tiene un electrodo, y el”potencial de reducción” es la carga electrostática que tiene un electrodo asociado a una reacción de reducción.
Para obtener potenciales de electrodo se le atribuye un valor arbitrario a uno de ellos, que se toma como referencia. Los demás se determinan midiendo el potencial de la pila, formada por el electrodo problema, enfrentado al de referencia. El signo del potencial depende del sentido en que…
