Principios Básicos de Celdas Electroquímicas y Electrólisis
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Fundamentos de Electroquímica
Celda Galvánica
Materiales: 2 vasos de precipitados, 2 pinzas de cocodrilo, 2 cables de conexión, un voltímetro, disoluciones de ZnSO4 y CuSO4, láminas metálicas y papel de filtro (como puente salino).
Procedimiento:
- Se llenan los dos vasos de precipitados con aproximadamente 200 mL de disolución: uno con CuSO4 y el otro con ZnSO4.
- Se introduce la lámina de Cu en la disolución de CuSO4 y la lámina de Zn en la de ZnSO4.
- Se comunican ambas disoluciones mediante una tira de papel de filtro, que actuará como puente salino.
- Finalmente, mediante 2 pinzas de cocodrilo y los cables de conexión, se conectan las láminas al voltímetro para medir la diferencia de potencial generada por la pila.
Celda Electrolítica
Materiales: Vaso de precipitados pequeño, 2 electrodos de grafito, una fuente de tensión, 2 cables de conexión y 2 pinzas de cocodrilo.
Procedimiento:
Se vierte la disolución de sulfato de cobre (II) en un vaso de precipitados. Se conectan los electrodos de grafito a la fuente de tensión y se introducen en la disolución. Al poco tiempo, se observará que en uno de ellos burbujea un gas y el otro se recubre de una capa cobriza.
Electrólisis
Consiste en la realización de una reacción redox no espontánea mediante el paso de corriente eléctrica a través de un compuesto iónico fundido.
Termodinámica y Potencial de Celda
Si Eº > 0, la reacción es espontánea (Celda Galvánica). El cátodo (más oxidante) atrae los electrones hacia sí mismo. Según la ecuación de la energía libre de Gibbs, ΔG = -n · F · Eº, si Eº > 0, se producirá una reacción espontánea.
En el ánodo ocurre una oxidación. En el caso de los iones sulfato, el azufre se encuentra en su estado de oxidación más alto, por lo que la oxidación ocurre sobre los iones OH- del agua con desprendimiento de oxígeno gaseoso: 2OH- → O2 + 2H+ + 4e-.
Ácidos Fuertes
Los ácidos fuertes más comunes son:
- Perclórico (HClO4)
- Permangánico (HMnO4)
- Clórico (HClO3)
- Nítrico (HNO3)
- Yodhídrico (HI)
- Bromhídrico (HBr)
- Clorhídrico (HCl)
- Sulfúrico (H2SO4)