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Celdas galvánicas y electrolíticas: pilas, potenciales estándar y pila Daniell

QuímicaActualizado el 2,69 KB

Resumen

El documento explica los fundamentos de la electroquímica: la diferencia entre celdas galvánicas (pilas), que producen corriente a partir de procesos redox espontáneos, y celdas electrolíticas, que requieren energía eléctrica para procesos no espontáneos. Describe la estructura de una pila con semiceldas, puente salino y electrodos, ejemplifica con la pila Daniell y explica cómo los potenciales estándar de reducción permiten identificar el cátodo y el ánodo.

Puntos clave

  • Una celda galvánica o pila convierte energía química en eléctrica a partir de un proceso redox espontáneo.
  • Una celda electrolítica usa energía eléctrica para obtener un proceso redox no espontáneo.
  • Una pila consta de dos semiceldas conectadas por un hilo conductor y un puente salino.
  • En la pila Daniell los electrones circulan del ánodo al cátodo, y los aniones del puente salino se dirigen al ánodo y los cationes al cátodo.
  • El potencial estándar del electrodo de hidrógeno se toma por convenio como 0 V.
  • El electrodo con mayor E° de reducción actúa como cátodo; el de menor E° actúa como ánodo.

Ponte a prueba

La electroquímica es la aplicación tecnológica de los procesos redox
- Cuba electrónica o celda electrónica: es un dispositivo que permite obtener un proceso redox no espontaneo a partir de una corriente eléctrica.
- Pila electroquímica o celda galvánica: es un dispositivo que permite obtener una corriente eléctrica a partir de un proceso redox espontáneo.                        
Energía química > celda electroquímica (proceso redox espontaneo) < celda elextrolitica (proceso redox no espontaneo) Energía eléctrica.


CELDAS ELECTROQUIMICAS. (pilas). Consisten en 2 recipientes separados, cada uno con una disolución acuosa de un electrolito ( sustancia que en agua se disocia en iones y, por tanto, puede conducir la eléctricidad, como ácidos, bases y sales) y una tira de metal sumergida en el; cada uno de estos conjuntos se denomina electrado, semicelda, semipila o semipar. Ambos electrodos están conectados con un hilo conductor entre las tiras de metal y con un puente salino (tubo en forma de "u" invertida con una disolución  salina que no interviene en el proceso redox) entre las dos disoluciones. 
PILA DANIELL. La diferencia de potencual entre ánodo y cátodo  provoca la corriente de electrones, que circulan del ánodo al cátodo. Los aniones del puente salino se dirigen al ánodo y los cationes al cátodo. 
El voltímetro mide la fuerza electromotriz de la pila, que depende de la presión, temperstura y concentraciones. 
Hay electrodos de gases: como el de gas H2 cuyo potencial  estándar  (25° 1atm 1M) se considera, por convenio de OV.
No puede medirse el potencial de un electrodo aislado, pero si la diferencia de potrncial entre los dos electrodos de una pila, y si uno de ellos es el de referencia ( de hidrógeno) entonces el potrncial sel otro electrodo será el mismo que el de la pila Eelectrodo=Epila
Los potenciales estándar de reducción de los electrodos representan la tendencia de cada electrodo a reducirse frente al electrodo de referencia y aparecen en la tabla de la página 260 del libro.
- Si E° es +: reducción (cátodo) frente al de referencia ( cuanto> E°red > carácter oxidante)
- Si E° es -: oxidación frente al de ref. ( cuanfo < E° red > carácter  reductor.  
En resumen, entre dos electrodos cualquiera:
- el de > E°red. Actuara como cátodo ( en el se dará la reducción)
- el de < E°red. Actuara como ánodo ( en el se dará la oxidación)


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Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre una celda galvánica y una electrolítica?

La celda galvánica (pila) obtiene corriente eléctrica a partir de un proceso redox espontáneo. La celda electrolítica necesita una corriente eléctrica para obtener un proceso redox no espontáneo.

¿Qué es el puente salino?

Es un tubo en forma de U invertida con una disolución salina que no interviene en el proceso redox y que conecta las dos disoluciones de la pila.

¿Cómo se sabe qué electrodo actuará como cátodo?

Entre dos electrodos, el de mayor potencial estándar de reducción actúa como cátodo, donde se produce la reducción, y el de menor potencial actúa como ánodo, donde se produce la oxidación.

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Test

1. ¿Qué tipo de proceso redox produce una pila electroquímica o celda galvánica?
2. ¿Cuál es la función de la celda electrolítica según el texto?
3. ¿Qué sustancias pueden actuar como electrolitos según el documento?
4. En la pila Daniell, ¿hacia dónde se dirigen los cationes del puente salino?
5. ¿Qué instrumento mide la fuerza electromotriz de la pila?
6. ¿Cuál es el potencial estándar que se asigna por convenio al electrodo de gas hidrógeno?
7. Si un electrodo tiene E° de reducción mayor que otro, ¿qué papel desempeña?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.