Módulo didáctico
Electroquímica
Explora este módulo didáctico para que conozcas aspectos importantes de las celdas electroquímicas y las reacciones RedOx...
EMPEZAR
Índice
Recorré los contenidos de este módulo didáctico y generá tus aprendizajes...
Tema 1Estados de oxidación y reacciones RedOx
Tema 2Celdas electroquímicas y Potencial de celda
Objetivos
Tema 3Relación Energía Libre - Potencial de Celda
Tema 4Celdas no estándar
Bibliografía
Autoevaluación
Objetivos
1. Reconocer las especies que ganan/pierden e- para identificar las especies que se oxidan o reducen, agentes oxidantes y reductores.2. Reconocer las partes de una celda electroquímica y clasificarla como espontánea o no espontánea. 3. Calcular E y Eº para una celda para hacer inferencias a partir de esta información. 4. Relacionar la energía libre de Gibbs con el potencial de celda y hacer los cálculos respectovos. 5. Clasificar especies como mejor agente oxidante o reductor a partir de su potencial de reducción.
TEMA 1Estados de oxidación y reacciones RedOx
En este tema estudiaremos las reacciones RedOx, identificaremos las especies que ganan e- (se reducen) o pierden e- (se oxidan) así como el número de e- que se intercambia en el proceso. Te invito a revisar estos contenidos y los ejercicios que incluí para que puedas evaluar tus aprendizajes...
TEMA 1 Estados de oxidación y reacciones RedOX
Estados de Oxidación
Corresponden a la cantidad de cargas positivas o negativas que tiene un elemento en un compuesto. En las reacciones de Oxidación - Reducción (RedOx) se transfiere electrones, por lo que hay cambio de estado de oxidación en algunas especies.
+3
-2
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3
+ info
TEMA 1 Estados de oxidación y reacciones RedOX
Algunas definiciones...
En una reacción RedOx:
- La especie que gana electrones se reduce.
- La especie que pierde electrones se oxida.
- La especie que se reduce se denomina "Agente Oxidante"
- La especie que se oxida se denomina "Agente Reductor"
Se reduce ⇒ Agente Oxidante
+3
-2
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3
+ info
Se oxida ⇒ Agente Reductor
TEMA 1 Estados de oxidación y reacciones RedOX
¿Cómo identificar reacciones RedOx?
TEMA 1 Estados de oxidación y reacciones RedOX
Ejercicio
Indicá cuáles de las siguientes reacciones corresponden a procesos RedOx:
Estrategia
- 2 NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O
- 2 HNO3 + 3 H2S → 3 S + 4 H2O + 2 NO
- AgNO3 + KCl → AgCl + KNO3
- 2 FeCl2 + H2O2 + 2 HCl → 2 FeCl3 + 2H2O
Respuestas
TEMA 1 Estados de oxidación y reacciones RedOX
Ejercicio
Indica cuál es el agente reductor y cuál el agente oxidante en cada una de las reacciones:
- 14 H+ + Cr2O7–2 + 3 Ni → 3 Ni+2 + 2 Cr+3 + 7 H2O
- 2 HNO3 + 3 H2S → 3 S + 4 H2O + 2 NO
- 2 FeCl2 + H2O2 + 2 HCl → 2 FeCl3 + 2H2O
Estrategia
Respuestas
TEMA 2Celdas electroquímicas y potencial de celda
En este tema estudiaremos los distintos componentes de una celda electroquímica, el significado del potencial de celda y cómo calcularlo en condiciones estándar. Te invito a revisar este material y a evaluar lo que aprendiste...
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
Partes de una celda electroquímica
Las partes de una celda voltaica (o galvánica) y una electrolítica son las mismas, lo único que cambia es la polaridad de los electrodos.
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
Potencial de celda en condiciones estándar
El potencial estándar de celda se define como el potencial de reducción estándar de la semireacción que ocurre en el cátodo menos el potencial de reducción estándar de la semireacción que ocurre en el ánodo y se expresa en V.
Eºcel = Eºr,c - Eºr,a
Podés encontrar tablas de potenciales de reducción en libros...
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
Potenciales de reducción
En un listado de hemirreacciones de reducción como este, la especie que tenga el potencial más positivo tendrá la mayor tendencia a ocurrir, por lo tanto esa especie será el mejor agente oxidante.
Un potencial positivo significa que el proceso es espontáneo, cuanto más positivo el potencial, mayor la tendencia a ocurrir el proceso espontáneamente.
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
Potenciales de reducción: El electrodo estándar de Hidrógeno.
Los potenciales estándar de reducción de las diferentes especies se miden en función del electrodo estándar de Hidrógeno, cuyo potencial se define como 0,00 V.
Si necesitas agregar subtítulos al vídeo, puedes hacerlo en la parte inferior derecha del vídeo, en "subtítulos". Para escoger el idioma, debes ir a configuración y seleccionar la opción de "Traducir automáticamente" y buscar el idioma que deseas.
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
Celdas Galvánicas (o Voltaicas)
Una celda Galvánica (también llamada Voltaica) es una celda cuyo potencial es positivo, lo que significa que corresponde a un proceso que ocurre espontáneamente.
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
Celdas Galvánicas (o Voltaicas)
La celda de Daniell es un ejemplo de celdas Galvánicas, este vídeo ilustra su funcionamiento.
Si necesitas agregar subtítulos al vídeo, puedes hacerlo en la parte inferior derecha del vídeo, en "subtítulos". Para escoger el idioma, debes ir a configuración y seleccionar la opción de "Traducir automáticamente" y buscar el idioma que deseas.
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
Ejercicio
Calcula el potencial estándar de las siguientes celdas electroquímicas e indica si son espontáneas o no.
- 3 Zn(s) + 2 Al3+(ac) → 3 Zn2+(ac) + 2 Al(s)
- Cu(s) + 2 Ag+(ac) → 2 Ag(s) + Cu2+(ac)
- Cl2(g) + 2 I_(ac) → 2 Cl_(ac) + I2(s)
Estrategia
Respuestas
TEMA 3Energía Libre y Potencial de celda
En este módulo estudiaremos la relación que existe entre el potencial de una celda, la energía libre de Gibbs y las constantes de equilibrio de los procesos.Te invito a explorar estas páginas y autoevaluar tus aprendizajes.
TEMA 3 Energía libre y potencial de celda
Relación ∆Gº ⇔ Eºcel ⇔ Keq
Estos tres parámetros se relacionan mediante las siguientes ecuaciones:
TEMA 3 Energía libre y potencial de celda
Relación ∆Gº - Eºcel
TEMA 3 Energía libre y potencial de celda
Representaciones de una celda electroquímica
Las celdas electroquímicas se pueden representar mediante:
El diagrama de la celda:
El esquema de la celda:
Zn(s) ⎟Zn2+(ac)⎟⎟Cu2+(ac)⎟Cu(s)
La reacción de la celda:
Zn(s) + Cu2+(ac) → Zn2+(ac) + Cu(s)
TEMA 3 Energía libre y potencial de celda
Ejercicio
Calcula el potencial estántar y el ∆Gº de la siguiente celda a 25ºC, considerando que A es un electrodo de Zn, B es una disolución de [Zn2+] = 1,00 mol/L, D es un electrodo de Cu, E es una disolución de [Cu2+] = 1,00 mol/L y C contiene una disolución saturada de KNO3.
Estrategia
Respuesta
TEMA 4Celdas no estándar
En este módulo estudiaremos el comportamiento de las celdas cuando se encuentran en condiciones no estándar, es decir, cuando las concentraciones de las especies son distintas de 1 mol/L o las presiones son diferentes de 1 atm.Te invito a explorar estas páginas y aclarar conceptos!
TEMA 4 Celdas no estándar
Ecuación de Nerst
La Ecuación de Nerst se obtiene haciendo algunas sustituciones:
Ecuación de Nerst
TEMA 4 Celdas no estándar
Ejercicio
Calcula el potencial de celda (Ecel) a 25ºC para el siguiente proceso:
Estrategia
Respuesta
Autoevaluación
En este segmento encontrarás varios ejercicios para que puedas autoevaluar tus aprendizajes, te invito a contestarlos y si tienes dudas, puedes devolverte en los contenidos para poder aclararlas... ¡Adelante!
EMPEZAR
Autoevaluación
PREGUNTA 1/5
Señalá la respuesta correcta con base en la siguiente reacción:
Zn(s) + 2 Fe3+(ac) → Zn2+(ac) + 2 Fe2+(ac)
En esta reacción se oxida el Zn y se intercambia un e-.
En esta reacción se oxida el Fe2+ y se intercambia tres e-.
En esta reacción se reduce el Fe3+ y se intercambia dos e-.
Autoevaluación
¡Correcto!
SIGUIENTE
Autoevaluación
PREGUNTA 2/5
Indicá cuál es el mejor Agente Oxidante y cuál el mejor Agente reductor de las especies que se te presenta en la tabla a la derecha:
A. O. = Zn2+(ac)A. R. = Fe(s)
A. O. = Fe2+(ac)A. R. = Ni(s)
A. O. = Cu2+(ac)A. R. = Zn(s)
Autoevaluación
¡Correcto!
SIGUIENTE
Autoevaluación
PREGUNTA 3/5
¿Cuál es el ∆G0 (en J/mol) de la siguiente celda a 250 C?
Ni ⎟Ni2+⎟⎟Cu+⎟Cu
-1,5x105
2,3x105
-5,0x105
Autoevaluación
¡Correcto!
SIGUIENTE
Autoevaluación
PREGUNTA 4/5
¿Cuál es el valor de la Keq a 250 C de este proceso?
1,0
1,6x1037
4,7x1085
Autoevaluación
¡Correcto!
SIGUIENTE
Autoevaluación
PREGUNTA 5/5
Calcula el Ecel (en V) para la siguiente celda a 25ºC, ¿es un proceso espontáneo?
0,38 V, es espontánea
0,40 V, es espontánea
-0,36, no es espontánea
Autoevaluación
¡Correcto!
SIGUIENTE
Autoevaluación
RESULTADOS
0/5
2/5
1/5
0 correctas
2 correctas
1 correcta
3/5
5/5
4/5
3 correctas
5 correctas
4 correctas
BIBLIOGRAFÍA
Estas referencias que a continuación te comparto pueden ayudarte a entender mejor el contenido...
01
Brown, T. L.; LeMay Jr., H. E.; Bursten, B. E.; Murphy, C. J.; Woodward, P. M. Química, la ciencia central, 12va ed.; Pearson Eduación: México D. F., 2014
02
Chang, R.; Goldsby, K. A. Química, 12va ed.; Mc Graw Hill Education: México D. F. 2017
03
Whitten, K. W; Davis, R. E.; Peck, M. L; Stanley, G. G. Química, 8va ed.; Cengage Learning: México D. F. 2008
04
McMurry, E. J.; Fay, C. R. Química General, 5ta ed.; Pearson Eduación: México D. F., 2009
05
Petrucci, R. H.; Herring., F. G.; Madura, J. D.; Bissonnette, C. Química General, 10ma ed.; Pearson Eduación: Madrid, 2011
¡Lección finalizada!
Ya puedes ir a las prácticas que he puesto a tu disposición en el aula virtual para asegurarte que aprendiste lo necesario para aprobar el curso. No olvides que si tienes dudas puedes contactarme mediante nuesta aula virtual, por correo electrónico o en Telegram!
MD: Electroquímica
Heilen Arce
Created on November 4, 2020
Start designing with a free template
Discover more than 1500 professional designs like these:
View
Math Lesson Plan
View
Primary Unit Plan 2
View
Animated Chalkboard Learning Unit
View
Business Learning Unit
View
Corporate Signature Learning Unit
View
Code Training Unit
View
History Unit plan
Explore all templates
Transcript
Módulo didáctico
Electroquímica
Explora este módulo didáctico para que conozcas aspectos importantes de las celdas electroquímicas y las reacciones RedOx...
EMPEZAR
Índice
Recorré los contenidos de este módulo didáctico y generá tus aprendizajes...
Tema 1Estados de oxidación y reacciones RedOx
Tema 2Celdas electroquímicas y Potencial de celda
Objetivos
Tema 3Relación Energía Libre - Potencial de Celda
Tema 4Celdas no estándar
Bibliografía
Autoevaluación
Objetivos
1. Reconocer las especies que ganan/pierden e- para identificar las especies que se oxidan o reducen, agentes oxidantes y reductores.2. Reconocer las partes de una celda electroquímica y clasificarla como espontánea o no espontánea. 3. Calcular E y Eº para una celda para hacer inferencias a partir de esta información. 4. Relacionar la energía libre de Gibbs con el potencial de celda y hacer los cálculos respectovos. 5. Clasificar especies como mejor agente oxidante o reductor a partir de su potencial de reducción.
TEMA 1Estados de oxidación y reacciones RedOx
En este tema estudiaremos las reacciones RedOx, identificaremos las especies que ganan e- (se reducen) o pierden e- (se oxidan) así como el número de e- que se intercambia en el proceso. Te invito a revisar estos contenidos y los ejercicios que incluí para que puedas evaluar tus aprendizajes...
TEMA 1 Estados de oxidación y reacciones RedOX
Estados de Oxidación
Corresponden a la cantidad de cargas positivas o negativas que tiene un elemento en un compuesto. En las reacciones de Oxidación - Reducción (RedOx) se transfiere electrones, por lo que hay cambio de estado de oxidación en algunas especies.
+3
-2
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3
+ info
TEMA 1 Estados de oxidación y reacciones RedOX
Algunas definiciones...
En una reacción RedOx:
Se reduce ⇒ Agente Oxidante
+3
-2
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3
+ info
Se oxida ⇒ Agente Reductor
TEMA 1 Estados de oxidación y reacciones RedOX
¿Cómo identificar reacciones RedOx?
TEMA 1 Estados de oxidación y reacciones RedOX
Ejercicio
Indicá cuáles de las siguientes reacciones corresponden a procesos RedOx:
Estrategia
Respuestas
TEMA 1 Estados de oxidación y reacciones RedOX
Ejercicio
Indica cuál es el agente reductor y cuál el agente oxidante en cada una de las reacciones:
Estrategia
Respuestas
TEMA 2Celdas electroquímicas y potencial de celda
En este tema estudiaremos los distintos componentes de una celda electroquímica, el significado del potencial de celda y cómo calcularlo en condiciones estándar. Te invito a revisar este material y a evaluar lo que aprendiste...
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
Partes de una celda electroquímica
Las partes de una celda voltaica (o galvánica) y una electrolítica son las mismas, lo único que cambia es la polaridad de los electrodos.
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
Potencial de celda en condiciones estándar
El potencial estándar de celda se define como el potencial de reducción estándar de la semireacción que ocurre en el cátodo menos el potencial de reducción estándar de la semireacción que ocurre en el ánodo y se expresa en V.
Eºcel = Eºr,c - Eºr,a
Podés encontrar tablas de potenciales de reducción en libros...
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
Potenciales de reducción
En un listado de hemirreacciones de reducción como este, la especie que tenga el potencial más positivo tendrá la mayor tendencia a ocurrir, por lo tanto esa especie será el mejor agente oxidante.
Un potencial positivo significa que el proceso es espontáneo, cuanto más positivo el potencial, mayor la tendencia a ocurrir el proceso espontáneamente.
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
Potenciales de reducción: El electrodo estándar de Hidrógeno.
Los potenciales estándar de reducción de las diferentes especies se miden en función del electrodo estándar de Hidrógeno, cuyo potencial se define como 0,00 V.
Si necesitas agregar subtítulos al vídeo, puedes hacerlo en la parte inferior derecha del vídeo, en "subtítulos". Para escoger el idioma, debes ir a configuración y seleccionar la opción de "Traducir automáticamente" y buscar el idioma que deseas.
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
Celdas Galvánicas (o Voltaicas)
Una celda Galvánica (también llamada Voltaica) es una celda cuyo potencial es positivo, lo que significa que corresponde a un proceso que ocurre espontáneamente.
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
Celdas Galvánicas (o Voltaicas)
La celda de Daniell es un ejemplo de celdas Galvánicas, este vídeo ilustra su funcionamiento.
Si necesitas agregar subtítulos al vídeo, puedes hacerlo en la parte inferior derecha del vídeo, en "subtítulos". Para escoger el idioma, debes ir a configuración y seleccionar la opción de "Traducir automáticamente" y buscar el idioma que deseas.
TEMA 2 Celdas electroquímicas y potencial de celda
Ejercicio
Calcula el potencial estándar de las siguientes celdas electroquímicas e indica si son espontáneas o no.
Estrategia
Respuestas
TEMA 3Energía Libre y Potencial de celda
En este módulo estudiaremos la relación que existe entre el potencial de una celda, la energía libre de Gibbs y las constantes de equilibrio de los procesos.Te invito a explorar estas páginas y autoevaluar tus aprendizajes.
TEMA 3 Energía libre y potencial de celda
Relación ∆Gº ⇔ Eºcel ⇔ Keq
Estos tres parámetros se relacionan mediante las siguientes ecuaciones:
TEMA 3 Energía libre y potencial de celda
Relación ∆Gº - Eºcel
TEMA 3 Energía libre y potencial de celda
Representaciones de una celda electroquímica
Las celdas electroquímicas se pueden representar mediante:
El diagrama de la celda:
El esquema de la celda:
Zn(s) ⎟Zn2+(ac)⎟⎟Cu2+(ac)⎟Cu(s)
La reacción de la celda:
Zn(s) + Cu2+(ac) → Zn2+(ac) + Cu(s)
TEMA 3 Energía libre y potencial de celda
Ejercicio
Calcula el potencial estántar y el ∆Gº de la siguiente celda a 25ºC, considerando que A es un electrodo de Zn, B es una disolución de [Zn2+] = 1,00 mol/L, D es un electrodo de Cu, E es una disolución de [Cu2+] = 1,00 mol/L y C contiene una disolución saturada de KNO3.
Estrategia
Respuesta
TEMA 4Celdas no estándar
En este módulo estudiaremos el comportamiento de las celdas cuando se encuentran en condiciones no estándar, es decir, cuando las concentraciones de las especies son distintas de 1 mol/L o las presiones son diferentes de 1 atm.Te invito a explorar estas páginas y aclarar conceptos!
TEMA 4 Celdas no estándar
Ecuación de Nerst
La Ecuación de Nerst se obtiene haciendo algunas sustituciones:
Ecuación de Nerst
TEMA 4 Celdas no estándar
Ejercicio
Calcula el potencial de celda (Ecel) a 25ºC para el siguiente proceso:
Estrategia
Respuesta
Autoevaluación
En este segmento encontrarás varios ejercicios para que puedas autoevaluar tus aprendizajes, te invito a contestarlos y si tienes dudas, puedes devolverte en los contenidos para poder aclararlas... ¡Adelante!
EMPEZAR
Autoevaluación
PREGUNTA 1/5
Señalá la respuesta correcta con base en la siguiente reacción:
Zn(s) + 2 Fe3+(ac) → Zn2+(ac) + 2 Fe2+(ac)
En esta reacción se oxida el Zn y se intercambia un e-.
En esta reacción se oxida el Fe2+ y se intercambia tres e-.
En esta reacción se reduce el Fe3+ y se intercambia dos e-.
Autoevaluación
¡Correcto!
SIGUIENTE
Autoevaluación
PREGUNTA 2/5
Indicá cuál es el mejor Agente Oxidante y cuál el mejor Agente reductor de las especies que se te presenta en la tabla a la derecha:
A. O. = Zn2+(ac)A. R. = Fe(s)
A. O. = Fe2+(ac)A. R. = Ni(s)
A. O. = Cu2+(ac)A. R. = Zn(s)
Autoevaluación
¡Correcto!
SIGUIENTE
Autoevaluación
PREGUNTA 3/5
¿Cuál es el ∆G0 (en J/mol) de la siguiente celda a 250 C?
Ni ⎟Ni2+⎟⎟Cu+⎟Cu
-1,5x105
2,3x105
-5,0x105
Autoevaluación
¡Correcto!
SIGUIENTE
Autoevaluación
PREGUNTA 4/5
¿Cuál es el valor de la Keq a 250 C de este proceso?
1,0
1,6x1037
4,7x1085
Autoevaluación
¡Correcto!
SIGUIENTE
Autoevaluación
PREGUNTA 5/5
Calcula el Ecel (en V) para la siguiente celda a 25ºC, ¿es un proceso espontáneo?
0,38 V, es espontánea
0,40 V, es espontánea
-0,36, no es espontánea
Autoevaluación
¡Correcto!
SIGUIENTE
Autoevaluación
RESULTADOS
0/5
2/5
1/5
0 correctas
2 correctas
1 correcta
3/5
5/5
4/5
3 correctas
5 correctas
4 correctas
BIBLIOGRAFÍA
Estas referencias que a continuación te comparto pueden ayudarte a entender mejor el contenido...
01
Brown, T. L.; LeMay Jr., H. E.; Bursten, B. E.; Murphy, C. J.; Woodward, P. M. Química, la ciencia central, 12va ed.; Pearson Eduación: México D. F., 2014
02
Chang, R.; Goldsby, K. A. Química, 12va ed.; Mc Graw Hill Education: México D. F. 2017
03
Whitten, K. W; Davis, R. E.; Peck, M. L; Stanley, G. G. Química, 8va ed.; Cengage Learning: México D. F. 2008
04
McMurry, E. J.; Fay, C. R. Química General, 5ta ed.; Pearson Eduación: México D. F., 2009
05
Petrucci, R. H.; Herring., F. G.; Madura, J. D.; Bissonnette, C. Química General, 10ma ed.; Pearson Eduación: Madrid, 2011
¡Lección finalizada!
Ya puedes ir a las prácticas que he puesto a tu disposición en el aula virtual para asegurarte que aprendiste lo necesario para aprobar el curso. No olvides que si tienes dudas puedes contactarme mediante nuesta aula virtual, por correo electrónico o en Telegram!