Tema 2. Revisión de reacciones Redox. Celdas galvánicas

Tema 2
Tema 2. Revisión de reacciones Redox. Celdas galvánicas.
Potenciales estándar de electrodo. Espontaneidad de las
reacciones Redox. Efecto de la concentración en la FEM de la
celda. La ecuación de Nernst. Celdas de concentración.
Corrosión. Diagramas de Latimer y Frost.
Objetivos
1. Recordar la terminología usada en las ecuaciones Redox.
2. Recordar el concepto de potencial estándar de electrodo y tabla de potenciales
3. Establecer el concepto de celda galvánica y fuerza electromotriz de una celda.
4. Relacionar la fuerza electromotriz con la energía libre. Espontaneidad.
5. Estudiar la variación del potencial con la
concentración. Ecuación de Nernst.
6. Aprender a construir diagramas de Latimer y de Frost.
7. Extraer información de los diagramas anteriores.
8. Revisar el concepto de corrosión y sus aplicaciones.
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Energía eléctrica = volts X coulombs = joules
carga total = nF
1 F = 96 500 C/mol
∆G = Wmax
∆G = -nFEcelda
∆G0 =-nFEºcelda
∆Gº = -RT In K
-nFEºcelda =-RTlnK
Entonces
c
d
[
C ] [D ]
K=
a
[A ] [B ]b
0,0592V
Eº =
log K
n
∆G0
K
Eºcelda
Reacciones en cond. de estado estándar
Negativo
>1
Positivo
Espontánea
0
=1
Positivo
<1
0
Negativo
En equilibrio
No espontánea. La reacción es espontánea en
la dirección inversa.
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aA + bB
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cC + dD
c
d
[
C ] [D ]
Q=
a
[A ] [B ]b
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0.1M
Eº(Fe+3/Fe+2)= 0.77v
Eº(Ag+/Ag) = 0.80v
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La corrosión
Corrosión es el término aplicado al deterioro de metales por
un proceso electroquímico.
• Para que el hierro se oxide es
necesario que estén presentes
el agua y el oxígeno gaseoso.
Una parte del hierro funciona
como ánodo:
Fe(s) --Æ Fe+2(ac) + 2e
Los electrones liberados reducen
el oxígeno atmosférico a agua en
el cátodo, que es otra parte del
metal:
O2(g) + 4H+(ac) + 4e ----Æ 2H2O(l)
La reacción redox global es:
2Fe(s) + O2(g) + 4H+(ac) ------Æ 2Fe+2(ac) + 2H2O(l)
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Protección frente la corrosion
El recurso más obvio consiste en cubrir la superficie del metal con
pintura.
Pasivación. Se forma una capa delgada de óxido cuando se trata al
metal con un agente oxidante fuerte como el ácido nítrico
concentrado.
Mediante aleaciones; la aleación entre el hierro, el cromo y el níquel
para formar el acero inoxidable, la capa de óxido de cromo que se
forma protege al hierro de la
corrosión.
La protección catódica es un
proceso en el cual el metal que va
a ser protegido de la corrosión se
convierte en el cátodo de una
celda electroquímica
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La oxidación del Fe+2 a Fe+3 depende del pH
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