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ELECTROQUMICAELECTROQUMICAPilas galvnicas
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ELECTROQUMICAELECTROQUMICAEs el estudio de las relaciones entre la
electricidad y las reacciones qu!icas"Incluye el estudio tanto de los #rocesos
es#ontneos co!o los no es#ontneos"
Trata del uso$e las reacciones qu!icas#ara #roducir electricidad
%#ila&
$e la electricidad #ara#roducir reacciones qu!ic
%electr'lisis&
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REACCIO(E) $E *+I$O ,REACCIO(E) $E *+I$O ,RE$UCCI*( %RE$O+&RE$UCCI*( %RE$O+&
)on las reacciones en que loselectrones se trans-eren entre los
reactivos"Cuando una sustancia e.#eri!enta
#/rdida de electrones0 se oxida.)i reci1e electrones0 se reduce"$urante las reacciones redo.0 se
#roducen ca!1ios en los n2!eros deo.idaci'n de los reactivos"
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3alanceo de ecuaciones3alanceo de ecuacionesredo." Medias4 reaccionesredo." Medias4 reacciones5n%)& 6 Cu765n766 Cu%)&
5n5n76 6 7e4
Cu76 6 7e4 Cu
)e!irreacci'n de o.idaci'n5n #ierde electrones8 se o.ida
)e!irreacci'n de reducci'nCu76 gana electrones8 se reduc
Intervienen dos #ares redo. con9ugados5n:5n76
Cu76:Cu
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Reacci'n es#ontnea deReacci'n es#ontnea deo.idaci'n 4 reducci'no.idaci'n 4 reducci'n
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CEL$A) ;OLTAICA)CEL$A) ;OLTAICA)Cuando la reacciones redo.0 son
es#ontneas0 li1eran energa que se #uedee!#lear #ara reali deesta !anera el ?u9o de electrones%corriente electrica& #uede ser utili
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Co!#onentes =unda!entales deCo!#onentes =unda!entales deuna celda galvnica o voltaica8una celda galvnica o voltaica8
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ELECTRO$O)ELECTRO$O))on la su#er-cie de contacto
entre el conductor !etlico y lasoluci'n de se!icelda %an'dica o
cat'dica&"electrodo inerte o pasivo8 no
#artici#a en la redo."
electrodo activo: #artici#a enla redo."
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La #ila galvnica0 consta de una l!ina de
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Pila de $aniellPila de $aniell5n %s& J 5n76 % M& JJ Cu76 % M& JCu%s&
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Dunciona!ientoDunciona!ientoLos electrones quedan li1res a
!edida que el ?uyen a trav/s
del circuito e.terno acia elctodo0 donde se consu!encon=or!e el Cu76%ac& se reduce"
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Dunciona!ientoDunciona!iento
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Dunciona!ientoDunciona!iento
%continuaci'n&%continuaci'n&Puesto que el 5n%s& se o.ida en la celda0 el
electrodo de
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Puente salinoPuente salinoUn puente salinose co!#one de un
tu1o en =or!a de U que contiene unasoluci'n !uy concentrada de unelectr'lito0 %#or e9e!#lo8 (a(ON%ac&0(@(ON%ac&0 (aCl%ac&0 (ON%ac&0 entre otros&cuyos iones no reaccionan con los otrosiones de la celda ni con el !aterial de los
electrodos"El electr'lito se suele incor#orar en un gel#ara que la soluci'n de electr'lito noescurra cuando se invierte el tu1o en U"
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Dunciones del #uenteDunciones del #uente
salinosalino Mantiene la neutralidad el/ctricaen cada e!icelda #er!itiendo la!igraci'n de los aniones al nodo
y de los cationes al ctodo" Cierra el circuito0 #er!itiendo el
contacto el/ctrico entre las dos
disoluciones" Evita la !e
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DEM $E LA CEL$A 3ABODEM $E LA CEL$A 3ABOCO($ICIO(E) E)TA($ARCO($ICIO(E) E)TA($ARLos electrones ?uyen del nodo al
ctodo en una celda de1ido a ladi=erencia de energa #otencial
#or carga el/ctrica"La energa #otencial es !ayor en
el nodo que en el ctodo"
La di=erencia de energa #otencial(diferencia de potencial)se!ide en unidades de volta9e"
DUER5A ELECTROMOTRI5 $E
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DUER5A ELECTROMOTRI5 $EDUER5A ELECTROMOTRI5 $ELA) PILA)LA) PILA)
Un volt %;& es la di=erencia de #otencialnecesaria #ara i!#artir 9oule %B& deenerga a una carga de un coulo!1 %C&"
1V = 1 J/C
La di=erencia de #otencial es la =uer
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POTE(CIAL E)TK($AR $E CEL$APOTE(CIAL E)TK($AR $E CEL$A
El #otencial de celda de#ende de8 Ti#o de reactivos Concentraci'n de sustancias Te!#eratura
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En lugar de ta1ular valores de E de todas las #ilas0ta1ula!os
#otenciales de electrodo)e escoge un electrodo de re=erencia al que #or convenioasigna el valor de #otencial cero8 Electrodo estndar de i
2 H+(aq) + 2 e-H2(g) = 0.00 V
)e construyen #ilas con un electrodode idr'geno y otro que cuyo #otencialquera!os averiguar y se !ide la =e!de la #ila"
$ica =e! ser el #otencial estndardel otro electrodo"
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)e ta1ulan #otenciales estndar %E& de reducci'n
)erie electroqu!ica
A !ayor E0 !ayor tendencia a reducirse tiene laes#ecie o.idada del #ar redo."
p.ej.: Zn2+ + 2e-Zn = 0.7 V
!u2++ 2e-!u = +0."# V
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Ta1la de #otencialesTa1la de #otencialesnor!ales de electrodonor!ales de electrodo
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Potencial estndar de celdaPotencial estndar de celda
El #otencial estndar de celda %EG& es elvolta9e asociado con una celda cuando todolos solutos se encuentran a M y todos losgases estn a at!" Es sie!#re #ositivo y
corres#onde a la di=erencia de #otenciales delctodo %se!ireacci'n de reducci'n& !enos el#otencial del nodo %se!ireacci'n deo.idaci'n&
EoceldaSEoreducci'n%ctodo& , Eo
reducci'n%nodo&
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" Co!#arar la =uer
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TIPO) $E ELECTRO$O)TIPO) $E ELECTRO$O)
Electrodos activos"
Partici#an en la reacci'n qu!ica de la #ila")e consu!en o =or!an a !edida que se #roduce la rea
#"e9"8 #ila $aniell 8 ;arillas de 5n y Cu (Zn + !u2+Zn2+ + !u)
Electrodos inertes"
(o #artici#an en la reacci'n qu!ica de la #ila")'lo #ro#orcionan el so#orte donde ocurre latrans=erencia de e4
#"e9"8 ;arilla de Pt %Cu 6 7 DeN6Cu76 6 7 De76&
Electrodos de gas"
En /l #artici#a una es#ecie gaseosa" #"e9"8 electrodode idr'geno
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3ateras y celdas de3ateras y celdas de
co!1usti1leco!1usti1lePilas y 1ateras8 Duente de energa
el/ctrica #orttil y autosu-cienteque consta de una o !s celdas
voltaicas"E9e!#los8
3atera de #lo!o 3atera alcalina8 nodo 5n 6 O0
ctodo MnO7 6 gra-to" 3ateras recarga1les (icad" 3ateras recarga1les de Litio
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Pila alcalinaPila alcalina
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Celdas de co!1usti1le deCeldas de co!1usti1le deidr'genoidr'genoConsiste en la #roducci'n directa de
electricidad a #artir de losco!1usti1les !ediante una celda
voltaica" Es muy eciente.(o son 1ateras #orque no son
autosu-cientes0 el co!1usti1le desdeser su!inistrado continua!ente #ara#roducir electricidad"
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Celdas de co!1usti1leCeldas de co!1usti1le
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Conocidas co!o celdas MIP%!e!1rana de interca!1io de#rotones&"
Me!1rana de #ol!ero#er!ea1le a los #rotones #ero noa los electrones0 actuando co!o
#uente salino"Dunciona a HGC0 necesita
catali
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$esa=o actual8$esa=o actual8
Celdas de co!1usti1le de!etanol directo
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Corrosi'n8 nodos deCorrosi'n8 nodos desacri-cio en tu1erassacri-cio en tu1eras
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Knodos de sacri-cio deKnodos de sacri-cio de!agnesio!agnesio
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