LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINETICA Trabajo Pre-laboratorio N° 1

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de química

LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINETICA

Trabajo pre-laboratorio N° 1

*Potenciales termodinámicos *

Objetivos:

Reconocer la importancia de los potenciales termodinámicos, su interpretación física y su aplicación en una reacción óxido-reducción en una pila comercial.

Cuestionario previo:

1) ¿Qué es una reacción óxido-reducción?

• Son aquellas donde hay movimiento de electrones desde una sustancia que cede electrones (reductor) a una sustancia que capta electrones (oxidante). En donde la energía liberada por una reacción espontánea se convierte en electricidad o dónde la energía eléctrica se aprovecha para inducir una reacción química no espontánea.

2) ¿Qué es una pila y cuál es el principio de su funcionamiento?

•

Es una celda galvánica, o un conjunto de celdas galvánicas combinadas que pueden servir como fuente de corriente eléctrica directa a un voltaje constante, mediante una reacción redox espontánea. A medida que progresa la reacción se establece un flujo constante de electrones que genera electricidad (esto es, produce trabajo eléctrico como el que impulsa a un motor eléctrico).

3) Investigar qué es una pila de óxido de plata-zinc, cuál es la reacción de óxido-reducción que se lleva a cabo en ella y las aplicaciones de este tipo de pilas.

• El zinc es el activador en el electrodo negativo y se corroe en solución alcalina, la corrosión de zinc provoca la electrólisis en el electrolito, lo que resulta en la producción de gas de hidrógeno y un aumento de la presión interna de la batería; la cual utiliza la composición del electrodo opuesto (el cátodo está hecho de plata pura, mientras que el ánodo está hecho de una mezcla de óxido de zinc y polvos de zinc puro).

Durante el proceso de carga, la plata se oxida primero en óxido de plata:

2Ag + 2OH -> Ag2O + H2O + 2e-

y luego a óxido de plata:

Ag + 2OH -> AgO + H2O + 2e-

Mientras que el óxido de zinc se reduce a metálico de zinc:

2Zn2 + 4e-= 2Zn + 4OH-.

Este proceso continúa hasta que el potencial de la pila llega al nivel en el que es posible la electrólisis del hidróxido a aproximadamente 1,55 V.

4) ¿Qué es el potencial eléctrico?

• El potencial (V) en un punto situado a una distancia (r) de una carga (Q) es igual al trabajo por unidad de carga realizado contra las fuerzas

eléctricas para transportar una carga positiva (+q) desde el infinito hasta dicho punto.

5) ¿Qué es el trabajo eléctrico?

• La diferencia de potencial entre dos puntos es el trabajo por unidad de carga positiva que realizan fuerzas eléctricas para mover una pequeña carga de prueba desde el punto de mayor potencial al punto de menor potencial.

6) Escribir la ecuación que relaciona al trabajo eléctrico con el potencial eléctrico para una reacción de óxido-reducción.

W= - nFE

7) Explicar la interpretación física de ∆G° cuando un proceso se lleva acabo a presión y temperaturas constantes.

• Nos marca la tendencia a la espontaneidad de un proceso, además de medir la cantidad máxima de trabajo que puede ser hecho por un proceso desde una situación de no equilibrio a una de equilibrio.

Si ∆G° < 0 proceso espontáneo∆

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