Fundamentos de Reacciones Redox y Celdas Electroquímicas

Conceptos Fundamentales en Electroquímica

Procesos Redox

Cualquier proceso de **oxidación** implica la existencia de un proceso simultáneo de **reducción**, con lo que se debe hablar de **reacciones oxido-reducción** o **procesos redox**.

Número de Oxidación

El **Número de Oxidación (N.O.)** de un elemento en un compuesto representa la hipotética carga que tendría ese elemento si los electrones de los enlaces covalentes de la molécula se asignaran en su totalidad a los elementos más electronegativos.

Valoración Redox

Es un procedimiento de **análisis cuantitativo** que sirve para determinar la concentración de una especie que pueda reaccionar en un proceso de oxidación-reducción. La relación fundamental es:

**(M · V)_oxid · valencia_oxid = (M · V)_red · valencia_red**

Donde **valencia** es el número de electrones que intervienen en la reacción ajustada.

Pilas Electroquímicas

Una **pila electroquímica** es un dispositivo capaz de producir **energía eléctrica** a partir de un proceso redox espontáneo. Para ello es necesario separar físicamente el proceso de oxidación del de reducción, y usar un hilo conductor por el que circulen los electrones que cede la especie que se oxida y que lleguen hasta la especie que se reduce.

La Pila de Daniell

La primera pila voltaica fue construida por John Frederic Daniell en 1836. En la pila de Daniell:

• **Electrodo de cinc**: donde se produce la **semirreacción de oxidación**.
• **Electrodo de cobre**: donde se produce la **semirreacción de reducción**.

Para evitar el detenimiento de la reacción se usa un **puente salino**, que es un tubo en forma de U, con una disolución acuosa en su interior, y que está sumergido en los dos electrodos. Los dos electrodos están unidos por un hilo conductor, en el que se instala un voltímetro, que mide un voltaje de 1,10V, cuando las concentraciones de las disoluciones son 1M.

Notación de Pilas

Convenciones:

• **Ánodo**: Electrodo negativo, donde ocurre la **oxidación**.
• **Cátodo**: Electrodo positivo, donde ocurre la **reducción**.

Forma Simplificada de Representar una Pila

La forma simplificada de representar una pila es:

1. A la izquierda se escribe el **par redox conjugado del ánodo**, indicando primero la especie reducida, una barra (/) y después la especie oxidada.
2. En el medio se coloca una **doble barra (||)**, que indica la presencia del **puente salino**.
3. A la derecha se escribe el **par redox conjugado del cátodo**, indicando primero la especie oxidada, y después la especie reducida.

Ejemplo: **- Zn/Zn²⁺ || Cu⁺/Cu +**.

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