Pilas Electromecánica 2014 (1)

7/26/2019 Pilas Electromecnica 2014 (1)

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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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