Fisicoquímica

Docente: Ing. María Teresa Vargas

FISICOQUÍMICA

UNIDAD DE

Electroquímica

Ley de Nernst

Hidrogeno, Calomel y Redox

FEM y E°

Pila de Daniel

Específica, Molar y Molar a Dilución Infinita

Conceptos Generales

TERMODINÁMICA DE CELDAS ELECTROQUÍMICAS

FUERZA ELECTROMOTRÍZ

CELDA VOLTAÍCA Y ELECTROLÍTICA

TIPOS DE ELECTRODOS

CONDUCTIVIDAD ELECTRICA

INTRODUCCIÓN A LA ELECTROQUÍMICA

eLECTROQUÍMICA

conductancia electrolítica

conducción electrolítica

leyes de faraday (electrolisis)

soluciones electroquímicas

electrolitos

INTRODUCCIÓN A LA ELECTROQUÍMICA

Electroquímica

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E1

Conceptos generales

Electroquímica

E4

E3

E2

Potencia

Resistencia

Intensidad de Corriente

Potencial Eléctrico Ley de Ohm

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electroquímica

conceptos generales

E7

E6

E5

Para una cantidad de electricidad determinada la cantidad de sustancia depositada es proporcional a su equivante-gramo, para el cual se requiere una carga F=96485 culombios.

Segunda Ley de Faraday

La cantidad de sustancia depositada al paso de una corriente eléctrica es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa por la disolución.

Primera Ley de Faraday

Flujo de electricidad, trasferencia de electrones.

Conducción Electricidad

"Oxidación Cátodo y polaridad Negativa" "Reducción Ánodo y polaridad Positiva"

∆P entre 2 electrodos alcanza su valor máximo es su Fuerza Electromotriz

CELDA VOLTAICA Y CELDA ELECTROLÍTICA

E. ELÉCTRICA => E. QUÍMICAdG = (+)

CELDA ELECTROLÍTICA

E. QUÍMICA => E. ELÉCTRICAdG = (-)

CELDA VOLTAICA

Info

CELDA VOLTAICA Y CELDA ELECTROLÍTICA

PILA DE DANIEL

Reacción redox espontánea => energía eléctrica. Electrodos: Zinc (-) y Cobre (+) Puente salino: asegura la conductividad y mantiene la neutralidad de las cargas

fem - Convención de signos

Fuerza electromotriz (FEM) E 𝜺= ∅

La FEM es diferencia de potencial eléctrico entre dos electrodos de un conductor conectadas por un voltímetro (Voltio)

FUERZA ELECTROMOTRÍZ - FEM

Info

Info

(I) Límite de separación de fases (II) Separación de las dos semirreacciones o límite entre dos fases, cada una en el extremo del puente salino Electrodo de izquierda y derecho El flujo de electrones es de izq. a der. Carga (-) se mueve espontáneamente hacia (+) Los electrones se mueven de regiones de bajo potencial eléctrico a regiones con alto potencial eléctrico dentro de una fase.

Representación Esquemática de Celdas

Info

Ejemplo 4. Considere la celda voltaíca : a) Escriba las reacciones de semicelda y la reacción general de celda b) haga un diagrama de esta celda e identifique el ánodo, el cátodo y la dirección del flujo de electrones

Ejemplo 3. Escriba las semirreacciones y la ecuación general de celda para la siguiente celda galvánica

Representación Esquemática de Celdas

De fácil construcción, reversible y comportamiento reproducible.Valor E°= 0.000V por la actividad(H+) = 1 y P(H2) =1atm a cualquier temperatura.

Electrodo Universal de Referencia

Electrodo Normal de Hidrógeno

Potencial de celda: Derecha electrodo en cuestión Izquierda Eectrodo Estádar de Hidrógeno

Potencial de elctrodo (E)

Potencial del elctrodo cuando las actividades de los reactantes y productos son la unidad.

Potencial de electrodo estandár (E°)

Potencial de electrodo (E) y Potencial de electrodo estándar (E°)

tablas fem - estándar por convenio

Si los reactivos o productos están en su estado normal (las actividades son iguales a 1), el potencial de celda que resulta se llama Potencial Normal o Estándar

La FEM es la diferencia entre el potencial eléctrico entre el cátodo y el ánodo.

Fuerza electromotriz (FEM o E)

Calculo de FEM de una Pila Voltaica

Potencial químico

Energía eléctrica

Trabajo Eléctrico

Potencial eléctrico

Termodinámica de las celdas electroquímicas

Info

Info

EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN SOBRE LOS POTENCIALES DE ELECTRODOLas reacciones electroquímicas, en general ocurren en condiciones diferentes a las de estándar, por lo que para determinar los potenciales es necesario recurrir a la ecuación de Nernst, que relaciona los potenciales estándar y no estándar de una reacción redox con el cociente Q de la misma.

Ley de Nernst

Los potenciales de electrodo se pueden utilizar para calcular los potenciales que tendrían una celda galvánica o el potencial requerido para operar una celda electrolítica

Info

Calculo de Potenciales en reacción de celdas Electroquímicas

Energía de Gibbs

Info

Constante de Equilibrio

Electrodo de oxidación reducción

Electrodo de amalgama

Electrodo de metal-sal insoluble

Electrodo de metal – ion metálico

electrodo de gas

TIPOS DE ELECTRODOS

Electroquímica

Celdas químicas

CLASIFICACIÓN DE CELDAS ELCTROQUÍMICAS

celda de concentración con transferencia

celda de concentración sin transferencia

celda química con transferencia

celda química sin transferencia

Celdas de concentración

Electroquímica

Reacción química con materiales de alta energía y producen energía eléctrica.

CELDAS PRIMARIAS

CELDAS SECUNDARIAS

Utiliza material de alta energía para producir potencia, diseñada para aceptar la alimentación continua de “combustible” como hidrocarburos

CELDAS DE COMBUSTIBLE

CELDAS ELECTROQUÍMICAS COMERCIALES

CUANDO SE COMBINAN VARIOS TIPOS DE ELECTRODOS RESULTAN VARIAS CLASES DE CELDAS

Estado de la cuestión

Dispositivo reversible, después de proporcionar energía, los materiales de alta energía pueden reconstituirse imponiendo corriente desde una fuente energética exterior. La reacción de celda se invierte y el dispositivo se recarga.

CELDAS SECUNDARIAS

Gráfico.

conductancia molar o equivalente

conductancia específica

Desarrollo

conductancia electrolítica

conductividad eléctrica específica, molar y molar a dilución infinita

Tabla.

Electrolito fuerte

Conductancia equivalente a dilución infinita

Conductancia molar a dilución infinita

Anexo

Bibliografía

Fundamentos de química analítica

Skoog, West, Holler, Fundamentos de química analítica. Novena edición España: CENGAGE, 2015.

Fisicoquímica

Levine I. N. (2014). Fisicoquímica. Vol.1. Mexico 6ª. Edición. Mc Graw-Hill

Fundamentos de fisicoquímica.

Maron, S., & Prutton, C. F. (2012). Fundamentos de fisicoquímica. (1a. ed). México D.F.: Limusa. .

Fisicoquímica

Bibliograf´ía

Castellan Gilbert. (1998). Fisicoquímica. 2ºEd Addison Wesley Longman

¿Alguna pregunta?

Muchasgracias